説明

AMOLEDパネルの製作方法

【課題】従来の技術による諸問題を解決するためのAMOLEDの製作方法を提供する。
【解決手段】AMOLEDの製作方法は、基板を設け、少なくとも一つの薄膜トランジスターを基板に形成し、層間誘電体を薄膜トランジスター及び基板の上に形成し、層間誘電体に薄膜トランジスターのソース及びドレインに達する複数のビアホールを形成し、ビアホールに金属層をソースとドレインとに電気的に接するように形成し、ドレインに電気的に接する金属層の上に透明電極を形成し、画素規定層を透明電極と層間誘電体とに形成し、LEDを透明電極に形成するステップを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明はフラットパネルディスプレイの製作方法に関し、特に低温ポリシリコン(LTPS)薄膜トランジスターを備える有機LED(発光ダイオード)パネルの製作方法に関する。
【背景技術】
【0002】
LTPS薄膜トランジスターアレイを製作する工程は6〜9回のフォトマスクによるフォトエッチング工程(PEP)を必要とし、5回のフォトエッチング工程を必要とするα−Si:H(水素化アモルファスシリコン)薄膜トランジスターよりも複雑である。更にAMOLED(アクティブマトリックス有機発光ダイオード)パネルを製作するには、そのピクセル回路構造の複雑さによってLTPS薄膜トランジスターを使用しなければならないのみならず、更にピクセル電極発光領域を定める層(PDL)をも必要とするので、所要のフォトエッチング工程は7〜10回となる。
【0003】
図1を参照する。図1は従来の有機LEDパネルの薄膜トランジスターの構造を表す説明図である。従来の技術によれば、有機LEDパネル100を製作する際、まずガラス基板102を設け、その上にバッファー絶縁層104と、アモルファスシリコン膜(非表示)とを堆積し、更にエキシマーレーザーアニーリング(ELA)工程を行ってアモルファスシリコン膜を多結晶シリコンに再結晶させる。続いて多結晶シリコンにアクティブ層106パターンをエッチングしてから、またゲート絶縁層108を堆積してアクティブ層106とバッファー絶縁層104の表面を覆わせる。
【0004】
それに続いて金属エッチング工程と第二マスクと第二フォトエッチング工程とによってゲート金属110をエッチングし、更にそれを自己整合用のマスクとして、アクティブ層106に対してホウ素などのイオン注入工程を行い、ゲート金属110の両側にあるアクティブ層106にソース103とドレイン105を形成する。従来の技術によれば、上述した第一フォトエッチング工程及び第二フォトエッチング工程を利用してポリシリコン下極板107、ゲート絶縁層108及び金属上極板111の上に保存コンデンサー(Cst)113を形成する。それに続いてガラス基板102に第一層間誘電体(ILD)112を堆積してゲート金属110と、金属上極板111と、ゲート絶縁層108とを覆わせ、更に第三フォトマスク及び第三フォトエッチング工程を行い、ソース103及びドレイン105の上方の層間誘電体112及びゲート絶縁層108を除去して、対応するビアホール115を定める。次に第四フォトマスクを利用して金属形成工程を行い、データライン及びドレイン金属をソース103とドレイン105とに電気的に接するように金属層114のビアホール115の表面をエッチングする。続いて平坦化したパシベーション層116を第五フォトマスク及び第五フォトエッチング工程を利用して金属層114及び層間誘電体112に形成し、ドレイン105に電気的に接する金属層114の上方にあるパシベーション層116を除去し、更にパシベーション膜116に酸化インジウムすず(ITO)からなる透明電極膜(非表示)を形成して、第六フォトマスク及び第六フォトエッチング工程を行って適切な形状の透明電極118を定める。次に、第七フォトマスク及び第七フォトエッチング工程を行って画素規定層(PDL)120を堆積してエッチングする。最後に透明電極118の上にLED(非表示)を形成して、従来の有機LEDパネル100が完成する。
【0005】
従来の技術は前記のように7回のフォトエッチング工程を必要とするので、その製作工程が複雑であるのみならず、多数のマスクを使用することもコスト高と整列のずれにつながりがちであり、同時に生産能率と製品の歩留まりを引き下げる欠点が存在する。したがって、有機LEDの製作においてフォトマスクの回数を減らすことは重大な課題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
この発明は前述の問題を解決するためのAMOLEDの製作方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明はAMOLEDの製作方法を提供する。該方法は、基板を設け、少なくとも一つの薄膜トランジスターを基板に形成し、層間誘電体を薄膜トランジスター及び基板の上に形成し、層間誘電体に薄膜トランジスターのソース及びドレインに達する複数のビアホールを形成し、ビアホールに金属層をソース及びドレインに電気的に接するように形成し、ドレインに電気的に接する金属層の上に透明電極を形成し、画素規定層を透明電極及び層間誘電体に形成し、LEDを透明電極に形成するステップを含む。
【0008】
この発明はその他のAMOLEDの製作方法も提供する。該方法は、基板を設け、少なくとも一つの薄膜トランジスターを基板に形成し、層間誘電体を薄膜トランジスター及び基板の上に形成し、層間誘電体に薄膜トランジスターのソース及びドレインに達する複数のビアホールを形成し、ビアホールに同じパターンを有する金属層と透明電極層とをソース及びドレインに電気的に接するように形成し、画素規定層を透明電極及び層間誘電体に形成し、LEDをドレインに電気的に接する透明電極層に形成するステップを含む。
【発明の効果】
【0009】
この発明はパシベーション層の製作を省略し、透明電極を金属層と層間誘電体とに直接に堆積するため、マスクによる工程の回数を6回に縮減することができる。更に、金属層と透明電極とを同じフォトエッチング構成で製作すれば、所要のマスク工程の回数はたった5回となる。したがって、この発明はコストを低減して製作工程を簡素化することができる。更に、この発明はLTPS薄膜トランジスターアレイの液晶表示パネルの製作工程にも適用されうる。この場合、5回から6回のマスク工程しか必要としないだけでなく、金属層と透明電極との相対位置を調整することによって、反射型、透過型または半透過型の液晶表示パネルを製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
かかる方法の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照にして以下に説明する。
【実施例1】
【0011】
図2から図6を参照する。図2から図6はこの発明によるAMOLEDパネルの製作方法を表す説明図である。図2に示されるように、まずガラス基板202を下基板として設け、その上にバッファー絶縁層204及びアモルファスシリコン膜(非表示)を堆積し、更にレーザー照射及びアニールによってアモルファスシリコン膜(非表示)を多結晶シリコンに再結晶させる。続いて第一フォトマスク及び第一フォトエッチング工程を行い、アクティブ層206に所望のパターンをエッチングする。なお、第一フォトエッチング工程の結果として各ピクセル領域がポリシリコン下極板207を形成する。
【0012】
図3を参照する。続いてアクティブ層206及びバッファー絶縁層204の上にゲート絶縁層208を堆積してから、第二フォトマスクを用いて第一金属膜(非表示)をゲート絶縁層208に堆積し、更に第二フォトエッチング工程を行い、スキャンライン(非表示)、ゲート金属210、及び金属上極板211の金属パターンを形成する。そのうち、ポリシリコン下極板207、ゲート絶縁層208、及び金属上極板211は保存コンデンサー213を構成する。続いてゲート金属210を自己整合用のマスクとして、アクティブ層206に対してホウ素などのイオン注入工程を行い、ゲート金属210の両側にあるアクティブ層206にソース203とドレイン205を形成する。更にSOG工程を行い、二酸化珪素または感光性材料をゲート金属210と、金属上極板211と、ゲート絶縁層208に均一に塗布し、平坦化した層間誘電体(ILD)212を形成する。このSOG工によりし、下基板の駆動アレイの平坦化はより一層向上し、有機材料の堆積もより一層向上する。
【0013】
図4を参照する。続いて第三フォトマスク及び第三フォトエッチング工程を行い、ソース203とドレイン205の上にある層間誘電体212とゲート絶縁層208とを除去し、ソース203とドレイン205の上方にビアホール215を形成する。図5を参照する。続いて第四フォトマスク及び第四フォトエッチング工程を行って第二金属膜エッチング工程を行って、ビアホール215の表面にデータライン及びドレイン金属などの金属層214をソース203とドレイン205とに電気的に接するようにエッチングする。続いて酸化インジウムすず(ITO)又は酸化インジウム亜鉛(IZO)を透明電極層(非表示)として金属層214と層間誘電体212とに形成し、更に第五フォトマスク及び第五フォトエッチング工程を行い、適切な形状の透明電極218を定める。
【0014】
図6を参照する。SOG工程を行って、回転塗布法で二酸化珪素からなる画素規定層(PDL)220を金属層214と、透明電極218と、層間誘電体212とに塗布し、更に第六フォトマスク及び第六フォトエッチング工程を行い、適切な形状の画素規定層220を形成する。最後に透明電極218の上に有機LED222を形成して、この発明による有機LEDパネル600が完成する。注意すべきなのは、この実施例において透明電極218の被覆範囲はドレイン205に電気的に接続する金属層214より広いことである。したがって、有機LED222の光は上下両方向から同時に発散され、この発明による有機LEDパネルは底面放射型または上下放射型となる。
【実施例2】
【0015】
図7を参照する。図7はこの発明の実施例2による同一のフォトマスクで透明電極と金属層を形成する方法を表す説明図である。図2から図6に示される実施例1と異なり、実施例2ではビアホール215を形成した後、金属層714と透明電極718を形成し、更に第四フォトマスク及び第四フォトエッチング工程を行い、データラインと同じパターンを有する金属層714と透明電極718とをソース203とドレイン205とに電気的に接するようにエッチングする。金属層714と面積が同じである透明電極718が反射性の高い金属層714を覆っているので、金属層714はLEDによる光を反射し、実施例2は表面放射型(top emission)LEDパネルとなる。最後に前記の製作工程を行って、画素規定層とLEDを形成する。したがって、実施例2は5回のマスク工程のみ必要とする。
【0016】
以上はこの発明の好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【産業上の利用可能性】
【0017】
この発明はLTPS薄膜トランジスターアレイの液晶表示パネルの製作工程にも適用されうる。この場合、5回から6回のマスク工程しか必要としないだけでなく、金属層と透明電極との相対位置を調整することによって、反射型、透過型または半透過型の液晶表示パネルを製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】従来の有機LEDパネルの薄膜トランジスターの構造を表す説明図である。
【図2】この発明によるAMOLEDパネルの製作方法を表す第一説明図である。
【図3】この発明によるAMOLEDパネルの製作方法を表す第二説明図である。
【図4】この発明によるAMOLEDパネルの製作方法を表す第三説明図である。
【図5】この発明によるAMOLEDパネルの製作方法を表す第四説明図である。
【図6】この発明によるAMOLEDパネルの製作方法を表す第五説明図である。
【図7】この発明の実施例2による同一のマスクで透明電極と金属層を形成する方法を表す説明図である。
【符号の説明】
【0019】
100、600 パネル
102、202 ガラス基板
103、203 ソース
104、204 絶縁層
105、205 ドレイン
106、206 アクティブ層
107、207 ポリシリコン下極板
108、208 ゲート絶縁層
110、210 ゲート金属
111、211 金属上極板
112、212 層間誘電体
113、213 保存コンデンサー
114、214、718 金属層
115、215 ビアホール
116 パシベーション層
118、218、714 透明電極
120、220 画素規定層
222 LED

【特許請求の範囲】
【請求項1】
AMOLED(アクティブマトリックス式有機発光ダイオード)の製作方法であって、
基板を設け、
少なくとも一つの薄膜トランジスターを前記基板上に形成し、
層間誘電体を前記薄膜トランジスター及び前記基板の上に形成し、
前記層間誘電体に前記薄膜トランジスターのソース及びドレインに達する複数のビアホールを形成し、
夫々のビアホールに金属層を前記ソース及び前記ドレインに電気的に接するように形成し、
前記ドレインに電気的に接する前記金属層の上に透明電極を形成し、
画素規定層を前記透明電極及び前記層間誘電体に形成し、
LED(発光ダイオード)を前記透明電極に形成するステップを含むことを特徴とするAMOLEDの製作方法。
【請求項2】
前記基板は、透明ガラス基板、フレキシブルプラスチック基板、金属箔のうちいずれかであることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記薄膜トランジスターはLTPS(低温ポリシリコン)薄膜トランジスターであり、該LTPS薄膜トランジスターを形成する方法は、
前記基板上にバッファー絶縁層を形成し、
該バッファー絶縁層の上にアクティブ層を形成し、
ゲート絶縁層を前記アクティブ層及び前記バッファー絶縁層の上に形成し、
前記アクティブ層の中央部に形成された前記ゲート絶縁層の上にゲート金属を形成し、
前記アクティブ層に対してイオン注入工程を行い、前記ゲート金属の対応する側に前記ソース及び前記ドレインを形成するように前記ゲート金属を用いて自己整合工程を行うステップを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項4】
前記アクティブ層を形成する方法は更に、
前記バッファー絶縁層の上にアモルファスシリコン膜を形成し、
該アモルファスシリコン膜に対して再結晶工程を行って多結晶シリコンを形成し、
該多結晶シリコンで第一フォトエッチング工程を行って前記アクティブ層を形成するステップを含むことを特徴とする請求項3記載の方法。
【請求項5】
前記ゲート金属を形成する方法は更に、
前記ゲート絶縁層の上に第一金属膜を形成し、
該第一金属膜で第二フォトエッチング工程を行って前記ゲート金属を形成するステップを含むことを特徴とする請求項3記載の方法。
【請求項6】
前記層間誘電体のビアホールが第三フォトエッチング工程によって形成されることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項7】
前記層間誘電体が二酸化珪素回転塗布工程によって形成されることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項8】
前記層間誘電体が感光性材料からなることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項9】
前記金属層を形成する方法は更に、
前記層間誘電体の上に第二金属膜を形成し、
該第二金属膜で第四フォトエッチング工程を行って、前記ソース及び前記ドレインに電気的に接する前記金属層を形成するステップを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項10】
前記透明電極及び前記画素規定層を形成する方法は更に、
前記層間誘電体及び金属層の上に透明電極膜を形成し、
該透明電極膜で第五フォトエッチング工程を行って前記透明電極を形成し、
エッチング工程及び第六フォトエッチング工程で前記画素規定層を形成するステップを含むことを特徴とする請求項9記載の方法。
【請求項11】
前記透明電極の被覆範囲が前記ドレインに電気的に接する前記金属層より広く、前記AMOLEDが底部放射型LEDまたは上下放射型LEDであることを特徴とする請求項10記載の方法。
【請求項12】
前記画素規定層がSOG工程によって形成されることを特徴とする請求項10記載の方法。
【請求項13】
AMOLEDの製作方法であって、
基板を設け、
少なくとも一つの薄膜トランジスターを前記基板上に形成し、
層間誘電体を前記薄膜トランジスター及び前記基板の上に形成し、
前記層間誘電体に前記薄膜トランジスターのソース及びドレインに達する複数のビアホールを形成し、
夫々のビアホールの上に同じパターンを有する金属層及び透明電極層を前記ソース及び前記ドレインに電気的に接するように形成し、
画素規定層を前記透明電極層前記層間誘電体の上に形成し、
LEDを前記透明電極層に形成するステップを含むことを特徴とするAMOLEDの製作方法。
【請求項14】
前記薄膜トランジスターはLTPS薄膜トランジスターであり、該LTPS薄膜トランジスターを形成する方法は、
前記基板の上にバッファー絶縁層を形成し、
該バッファー絶縁層の上にアクティブ層を形成し、
ゲート絶縁層を前記アクティブ層及び前記バッファー絶縁層の上に形成し、
前記アクティブ層の中央部に形成された前記ゲート絶縁層の上にゲート金属を形成し、
前記アクティブ層に対してイオン注入工程を行い、前記ゲート金属の対応する側に前記ソース及び前記ドレインを形成するように前記ゲート金属を用いて自己整合工程を行うステップを含むことを特徴とする請求項13記載の方法。
【請求項15】
前記アクティブ層を形成する方法は更に、
前記バッファー絶縁層の上にアモルファスシリコン膜を形成し、
該アモルファスシリコン膜に対して再結晶工程を行って多結晶シリコンを形成し、
該多結晶シリコンで第一フォトエッチング工程を行って前記アクティブ層を形成するステップを含むことを特徴とする請求項14記載の方法。
【請求項16】
前記ゲート金属を形成する方法は更に、
前記ゲート絶縁層の上に第一金属膜を形成し、
該第一金属膜で第二フォトエッチング工程を行って前記ゲート金属を形成するステップを含むことを特徴とする請求項14記載の方法。
【請求項17】
前記層間誘電体のビアホールが第三フォトエッチング工程によって形成されることを特徴とする請求項13記載の方法。
【請求項18】
前記層間誘電体が二酸化珪素回転塗布工程によって形成されることを特徴とする請求項13記載の方法。
【請求項19】
前記層間誘電体が感光性材料からなることを特徴とする請求項13記載の方法。
【請求項20】
同じパターンを有する前記金属層及び前記透明電極層を形成するステップは更に、
前記層間誘電体の上に第二金属膜及び透明電極膜を形成し、
該第二金属膜で第四フォトエッチング工程を行うステップを含むことを特徴とする請求項13記載の方法。
【請求項21】
前記画素規定層がエッチング工程及び第五フォトエッチング工程によって形成されることを特徴とする請求項20記載の方法。
【請求項22】
前記画素規定層が二酸化珪素回転塗布工程によって形成されることを特徴とする請求項21記載の方法。
【請求項23】
前記AMOLEDパネルが表面放射型LEDパネルであることを特徴とする請求項13記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2007−96242(P2007−96242A)
【公開日】平成19年4月12日(2007.4.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−309817(P2005−309817)
【出願日】平成17年10月25日(2005.10.25)
【出願人】(502352807)中華映管股▲ふん▼有限公司 (84)
【Fターム(参考)】