TWI401797B - 主動元件陣列以及有機發光二極體畫素陣列的製作方法 - Google Patents
主動元件陣列以及有機發光二極體畫素陣列的製作方法 Download PDFInfo
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Description
本發明是有關於一種主動元件陣列以及畫素陣列的製作方法，且特別是有關於一種主動元件陣列以及有機發光二極體畫素陣列的製作方法。
隨著顯示技術的突飛猛進，顯示器已從早期的陰極射線管(CRT)顯示器逐漸地發展到目前的平面顯示器(Flat Panel Display,FPD)。相較於硬質載板(諸如玻璃基板)所構成的平面顯示器，由於可撓性基板(諸如塑膠基板)具有可撓曲及耐衝擊等特性，因此近年來已著手研究將主動元件，例如薄膜電晶體，製作於可撓性基板上的可撓式顯示器。
然而，可撓性基板通常具有較大的熱膨脹係數，在可撓式顯示器的製程中，可撓性基板會因環境溫度變化而膨脹或收縮。因此，在可撓性基板上製作薄膜電晶體往往需要克服對位精準度不高以及溫度限制相關的問題。
一種利用捲對捲製程在可撓性基板上製作薄膜電晶體的技術遂被提出，例如，美國專利US 7202179、US 7248306、US 7341839、US 7541227、US 7521313、US 7585424、US 20060134922、US 20070040491、US 20070117278、US 20080185591、US 20080248605、US 7248306、US 20060017875、US 20080248605等。捲對捲
製程具有低建廠成本、大面積化之優勢，相當適合應用於薄膜電晶體相關的製程中。
本發明提供一種主動元件陣列的製作方法，具有理想的對位精準度。
本發明提供一種有機發光二極體畫素陣列的製作方法，可以應用在可撓性基板上且具有理想的對位精準度。
本發明提出一種主動元件陣列的製作方法，主動元件陣列包括至少一第一電晶體以及至少一第二電晶體。於一基板上形成一第一圖案化金屬層，其包括第一電晶體的一第一源極、第一電晶體的一第一汲極以及第二電晶體的一第二閘極，其中第一汲極與第一源極彼此分離。於基板上全面地形成一氧化物半導體層。於基板上全面地形成一第一絕緣層，且第一絕緣層覆蓋住氧化半導體層以及第一圖案化金屬層。於第一絕緣層上形成一第二圖案化金屬層，第二圖案化金屬層在第一源極以及第一汲極之間定義出第一電晶體的一第一閘極。以第二圖案化金屬層為罩幕，圖案化氧化物半導體層以及第一絕緣層而形成一第一圖案化氧化物半導體層以及一第一圖案化絕緣層，其中第一圖案化氧化物半導體層包括第一電晶體的一第一通道層。於基板上全面地形成一第二絕緣層，其覆蓋住第一電晶體以及第二閘極。於第二絕緣層上形成一第二圖案化氧化物半導體層，其包括一第二通道層，位在第二閘極上方。於第二
絕緣層上形成一第三圖案化金屬層，其包括第二電晶體的一第二源極以及一第二汲極，其中第二源極與第二汲極分別位在第二閘極的相對兩側。
本發明另提出一種有機發光二極體畫素陣列的製作方法。有機發光二極體畫素陣列包括多條掃描線、多條資料線、多條電源線以及多個畫素，各畫素包括一第一電晶體、一第二電晶體以及一畫素電極。第一電晶體連接於其中一條掃描線以及其中一條資料線。第二電晶體連接於第一電晶體、其中一條電源線以及畫素電極。於一基板上形成一第一圖案化金屬層，其包括資料線、第一電晶體的多個第一汲極以及第二電晶體的多個第二閘極，其中第一汲極與第二閘極彼此連接，而與資料線分離。於基板上全面地形成一氧化物半導體層。於基板上全面地形成一第一絕緣層，其覆蓋住氧化半導體層以及第一圖案化金屬層。於第一絕緣層上形成一第二圖案化金屬層，其包括掃描線，掃描線相交於資料線以及第一汲極而定義出第一電晶體的多個第一閘極。以第二圖案化金屬層為罩幕，圖案化氧化物半導體層以及第一絕緣層而形成一第一圖案化絕緣層以及一第一圖案化氧化物半導體層，其中第一圖案化氧化物半導體層包括第一電晶體的多個第一通道層。於基板上全面地形成一第二絕緣層，且第二絕緣層覆蓋住第一電晶體、掃描線、資料線以及第二閘極。於第二絕緣層上形成一第二圖案化氧化物半導體層，其包括多個第二通道層，且各第二通道層位在其中一個第二閘極上方。於第二絕緣層上
形成一第三圖案化金屬層，其包括電源線、第二電晶體的多個第二源極以及第二電晶體的多個第二汲極，第二源極連接於電源線，且第二源極以及第二汲極分別位在第二閘極的相對兩側。於基板上形成畫素電極，各畫素電極連接於其中一個第二汲極。於基板上形成一第三絕緣層，覆蓋住第一電晶體以及第二電晶體。
基於上述，本發明利用氧化物半導體材料製作有機發光二極體畫素中的通道層。由於氧化物半導體材料不需額外的離子佈植、活化或是擴散等高溫製程就具備有歐姆接點(Ohmic Contact)的特性，本發明的有機發光二極體畫素製作過程不需額外進行這些高溫製程。所以，本發明的有機發光二極體畫素製作方法適合應用於溫度耐受性不大的基板上，例如塑膠基板。另外，本發明利用掃描線作為圖案化其中一個通道層的罩幕，而達到自行對準的效果。因此，本發明的有機發光二極體畫素製作方法具有理想的對位精準度。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A至圖1E繪示為本發明一實施例的主動元件陣列的製作方法的剖面示意圖。請參照圖1A，本實施例的製作方法例如是先於基板10上形成一第一圖案化金屬層110，其中第一圖案化金屬層110包括有第一源極112、第一汲
極114以及第二閘極116。在本實施例中，基板10的材質例如是塑膠、金屬或是不銹鋼等可撓性的材質，可用以製作可撓特性的產品。另外，第一圖案化金屬層110的材質可選自於由鈦、鋁、鉬、鉻、鉬鎢合金、銦錫氧化物(ITO)或上述組合所構成的族群。在一實施例中，第一圖案化金屬層110可以是單層材料層所構成，也可選擇以多層材料層堆疊而成。舉例而言，第一圖案化金屬層110可以由鈦/鋁、鈦/鉬、鈦/鋁/鈦或是鈦/鋁/鉬、鉬/鋁/鉬、鋁/ITO的疊層所構成。具體而言，形成第一圖案化金屬層110的方式可以是捲對捲(roll to roll)濺鍍法。第一圖案化金屬層110的厚度通常設定介於100nm~400nm之間。
接著，請參照圖1B，於基板10上全面地形成氧化物半導體層120以及第一絕緣層130。第一絕緣層130覆蓋住第一圖案化金屬層110以及氧化物半導體層120。氧化物半導體層120的材質包括氧化鋅、銦鎵鋅氧化物或銦鋅錫氧化物等。更具體而言，氧化物半導體層120還具有一摻質，且本實施例所採用的摻質選自於由銦、鋁、鎵、錫或上述之組合所構成的族群。也就是說，氧化物半導體層120可以是摻雜有銦、鋁、鎵、錫或上述之組合的金屬氧化物半導體薄膜。氧化物半導體層120的厚度通常設定介於10nm~150nm之間。第一絕緣層130的材質則可以是氮化矽(Si3N4)、氧化矽(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鉭(Ta2O5)、氧化鉿(HfO2)、或是氧化鈦(TiO2)等。由於基板10為可撓性的基板，本實施例可採用捲對捲濺鍍製程來製
作氧化物半導體層120以及第一絕緣層130。第一絕緣層130的厚度通常設定介於100nm~500nm之間。
然後，請參照圖1C，於基板10上形成一第二圖案化金屬層140，並且以第二圖案化金屬層140為罩幕，圖案化第一絕緣層130以及氧化物半導體層120而形成一第一圖案化絕緣層132以及一第一圖案化氧化物半導體層122。第二圖案化金屬層140的製作方式可以是採用捲對捲濺鍍製程將一金屬材料層(未繪示)形成於基板10上，再將其圖案化以形成第二圖案化金屬層140。第二圖案化金屬層140的厚度通常設定介於100nm~400nm之間。在本實施例中，第二圖案化金屬層140包括了位在第一源極112與第一汲極114之間的第一閘極142，而第一圖案化氧化物半導體層122包括了對應於第一閘極142的第一通道層124。如此一來，第一閘極142、第一通道層124、第一源極112以及第一汲極114共同構成一第一電晶體TFT1。
第二圖案化金屬層140的材質可以是鈦、鋁、鉬、鉻、鉬鎢合金、銦錫氧化物(ITO)或上述組合所構成的族群，且第二圖案化金屬層140可以是單層金屬層也可以由多層金屬疊層。值得一提的是，第一通道層124是以第一閘極142為罩幕圖案化而成的，所以第一通道層124與第一閘極142係為自行對準(self-aligned)，其不容易有對位誤差(mis-alignment)產生，而使本實施例的製作方法具有理想的製作良率。
另外，本實施例採用氧化物半導體材料來製作第一通
道層124，其中氧化物半導體材料具備歐姆接點的特性。因此，本實施例不需採用離子佈植或是其他製程來形成第一通道層124連接於第一源極112與第一汲極114的歐姆接點。此時，基板10的材質為塑膠等對溫度耐受性不高的材料時，可避免基板10因離子佈植的高製程溫度而變形。換言之，採用氧化物半導體材料來製作第一通道層124可以降低基板10受損或是變形的機率。
然後，請參照圖1D，於基板10上全面地形成第二絕緣層150以及第二圖案化氧化物半導體層160，其中第二絕緣層150覆蓋住第一電晶體TFT1以及第二閘極116。第二圖案化氧化物半導體層160則包括了位在第二閘極116上方的第二通道層162。在本實施例中，第二絕緣層150可選用的材質與第一圖案化絕緣層132相同，而第二圖案化氧化物半導體層160可選用的材質與第一圖案化氧化物半導體層122相同。也就是說，本實施例亦可以採用摻雜的金屬氧化物半導體材料來製作第二通道層162。當然，第二絕緣層150以及第二圖案化氧化物半導體層160可以採用捲對捲濺鍍製程來製作。第二圖案化氧化物半導體層160的厚度通常設定介於10nm~150nm之間，而第二絕緣層150的厚度通常設定介於100nm~500nm之間。
隨之，請參照圖1E，於基板10上形成一第三圖案化金屬層170，其至少包括第二源極172以及第二汲極174。第二源極172以及第二汲極174位在第二閘極116的相對兩側。製作第三圖案化金屬層170可選用的材質以及結構
可以參照第一圖案化金屬層110。換言之，第三圖案化金屬層170可以由單層金屬層所構成，也可由多層金屬層堆疊而成。第三圖案化金屬層170的厚度通常設定介於100nm~400nm之間。另外，在本實施例中，第二閘極116、第二通道層162、第二源極172以及第二汲極174共同構成一第二電晶體TFT2。第一電晶體TFT1與第二電晶體TFT2構成了一主動元件陣列100，其中第一電晶體TFT1例如是頂閘型的薄膜電晶體，而第二電晶體TFT2例如是底閘型的薄膜電晶體。
本實施例的主動元件陣列100中雖僅繪示有一個第一電晶體TFT1以及一個第二電晶體TFT2，但本發明並不以此為限。在其他實施例中，主動元件陣列100可以包括多個第一電晶體TFT1以及多個第二電晶體TFT2。當第一電晶體TFT1的數量為多個時，圖1B所繪示的製程步驟中，例如可在氧化物半導體層120中形成多個溝槽(未繪示)以使不同第一電晶體TFT1之間的第一通道層124彼此斷開，而維持各第一電晶體TFT1的電性獨立。然而，本發明不以此為限。
另外，圖2繪示為本發明另一實施例的主動元件陣列的剖面示意圖。請參照圖2，主動元件陣列200例如配置於基板10上，其與主動元件陣列100大致相同而包括有第一電晶體TFT1以及第二電晶體TFT2。本實施例與前述實施例中，相同的構件將以相同的標號表示，而不另贅述。具體而言，本實施例與前述實施例的差異主要在於，本實
施例的第二電晶體TFT2中，第三圖案化金屬層270係先形成，之後，才於基板10上形成第二圖案化氧化物半導體層260。所以，本實施例的第二通道層262有一部分位在第二源極272與第二汲極274之間，一部分覆蓋住第二源極272，而一部分覆蓋第二汲極274。
進一步而言，圖3繪示為本發明又一實施例的主動元件陣列的剖面示意圖。請參照圖3，主動元件陣列300例如配置於基板10上，其與主動元件陣列100大致相同而包括有第一電晶體TFT1以及第二電晶體TFT2。本實施例與前述實施例中，相同的構件將以相同的標號表示，而不另贅述。具體而言，本實施例與前述實施例的差異主要在於，本實施例的製作方法在形成第一圖案化金屬層310之前係先形成氧化物半導體層(未繪示)。
由於形成第一圖案化金屬層310之前係先形成氧化物半導體層(未繪示)，第一圖案化氧化物半導體層322會被第一圖案化金屬層310遮敝。因此，以第二圖案化金屬層140為罩幕圖案化而成的第一圖案化氧化物半導體層322，除了位在第二圖案化金屬層140下方的一部分322A外，還包括有位在第二閘極316下方的一部分322B。在本實施例中，位在第二圖案化金屬層140下方的一部分322A包括了未被第一源極312與第一汲極314所遮蔽的第一通道層324。
整體而言，前述的主動元件陣列100~300可以透過多個電晶體來構成所需的電路設計以作為驅動電路或是作為
顯示面板中各畫素的開關元件。以下遂以主動元件陣列100~300應用於有機發光二極體畫素為例來說明，不過本發明不限於此。
圖4繪示為本發明一實施例的有機發光二極體畫素的電路示意圖。請先參照圖4，有機發光二極體畫素400連接至一電源線(power line)PW、PW2、一掃描線(scan line)SL以及一資料線(data line)DL，並包括一第一電晶體TFT1、一第二電晶體TFT2、一有機發光單元(organic light emitting diode,OLED)OL以及一儲存電容Cs。第一電晶體TFT1連接於掃描線SL以及資料線DL，而第二電晶體TFT2則連接於第一電晶體TFT1以及電源線PW。儲存電容Cs的一端設置於第一電晶體TFT1與第二電晶體TFT2之間，並且儲存電容Cs的另一端係連接至另一電源線PW2。在畫素設計上，電源線PW2的可以獨立於電源線PW之外並在系統上於兩電源線PW2、PW給予不同之電位，但亦可以將電源線PW以及電源線PW2合併成同一條電源輸入同一個電位，後者之設計有利於增加有機發光二極體畫素400之開口率。同時，有機發光單元OL連接至第二電晶體TFT2。具體而言，有機發光單元OL中的畫素電極PE連接至第二電晶體TFT2。在本實施例中，第一電晶體TFT1為切換電晶體，用以透過掃描線SL以及資料線DL所傳遞的訊號來控制第二電晶體TFT2的開啟或是關閉。第二電晶體TFT2則是驅動電晶體，用以驅動有機發光單元OL。
圖5A至圖5G繪示為本發明一實施例的有機發光二
極體畫素陣列的製作方法的上視示意圖，而圖6A至圖6G分別為沿著圖5A至圖5G中的剖線A-A’所繪示的剖面示意圖。請同時參照圖5A以及圖6A，為了製作上述的有機發光二極體畫素400，本實施例的製作方法例如是先於一基板10上形成第一圖案化金屬層110，其中第一圖案化金屬層110包括多條資料線DL、多個第一汲極114、多個第二閘極116以及多個電容下電極118。在本實施例中，第一汲極114與對應的一個第二閘極116係連接在一起的，而資料線DL係與第一汲極114及第二閘極116分離。資料線DL的一部分例如構成為第一源極112。另外，本實施例以第一圖案化金屬層110包括有電容下電極118為例。不過，在一實施例中，電容下電極118可選擇性地不設置於基板10上，也就是說，其他實施例可以沒有電容下電極118。
接著，請同時參照圖5B以及圖6B，於基板10上形成氧化物半導體層120以及第一絕緣層130，其中氧化物半導體層120例如具有多個溝槽(gap)G，且各溝槽G平行於資料線DL的延伸方向。在一實施例中，氧化物半導體層120亦可選擇性地不具有多個溝槽G。溝槽G的最小寬度則由氧化物半導體層120的線距製程蝕刻能力所決定，一般薄膜電晶體陣列製程至少可以做到4微米(um)之線距。
然後，請同時參照圖5C以及圖6C，於第一絕緣層130上形成第二圖案化金屬層140，並且以第二圖案化金屬層
140為罩幕圖案化第一絕緣層130以及氧化物半導體層120以形成第一圖案化絕緣層132以及第一圖案化氧化物半導體層122。
在本實施例中，第二圖案化金屬層140包括有掃描線SL，且掃描線SL相交於資料線DL而在資料線DL中定義出第一源極112。如此一來，位在第一源極112與第一汲極114之間的第一圖案化氧化物半導體層122構成為第一通道層124，而對應於第一通道層124的部份掃描線SL定義為第一閘極142。第一閘極142、第一通道層124、第一源極112以及第一汲極114共同構成圖4所繪示的第一電晶體TFT1。
經過此一步驟之後，第一圖案化絕緣層132以及圖案化氧化物半導體層122的輪廓與掃描線SL的輪廓一致。因此，在本實施例中，第一閘極142與第一通道層124可自行對準，其不容易有對位誤差產生，而使本實施例的製作方法具有理想的製作良率。除此之外，本實施例的氧化物半導體層120具有多個溝槽G。所以，第一圖案化氧化物半導體層122的輪廓雖與掃描線SL的輪廓大致相同，但同一條掃描線SL下方的多個第一通道層124可以彼此分離而使多個第一電晶體TFT1保持獨立的電性特性。
隨後，請同時參照圖5D以及圖6D，於第一電晶體TFT1、第二閘極116以及電容下電極118上形成一第二絕緣層150以及於第二閘極116上方形成多個第二通道層162。
之後，請同時參照圖5E以及圖6E，於基板10上形成一第三圖案化金屬層170，其包括多條電源線PW、多個第二源極172以及多個第二汲極174。電源線PW實質上平行於掃描線SL，位在電容下電極118上方，並且第二源極172連接於電源線PW。此時，第二閘極116、第二通道層162、第二源極172與第二汲極174共同構成第二電晶體TFT2。電源線PW與電容下電極118則構成一儲存電容Cs。另外，在本實施例中，形成第三圖案化金屬層170的同時也定義出一連接於第二汲極174的環形圖案176。
隨之，請同時參照圖5F與圖6F，於基板10上形成多畫素電極(pixel electrode)PE，各畫素電極PE配置於一個環形圖案176上以電性連接於第二汲極174。不過，本發明不限於此，在其他的實施方式中，第三圖案化金屬層170可以不包括有環形圖案176而畫素電極PE可以直接連接於第二汲極174。此外，在本實施例中，畫素電極PE可以由透明導電材料製作而成，不過本發明不以此為限。
然後，為了保護各個構件，請同時參照圖5G以及圖6G，於基板10上形成一第三絕緣層180，其中第三絕緣層180具有多個開口182以暴露出畫素電極PE。第三絕緣層180與前述的絕緣層相似，可採用氮化矽(Si3N4)、氧化矽(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鉭(Ta2O5)、氧化鉿(HfO2)、或是氧化鈦(TiO2)等材料加以製作。
之後，可以於開口182所暴露出的畫素電極PE，其例如作為有機發光單元的陽極，並於畫素電極PE上面依
序地形成有機發光層192以及陰極194，以使畫素電極PE、有機發光層192以及陰極194共同構成圖4所繪示的有機發光單元OL。有機發光單元OL、第一電晶體TFT1以及第二電晶體TFT2所構成的有機發光二極體畫素400隨即完成，而配置在基板10上的多個有機發光二極體畫素400便構成了一有機發光二極體畫素陣列4000。在本實施例中，畫素電極PE是透明的，所以有機發光二極體畫素400可以是底部發光型(bottom emission)的有機發光元件。
值得一提的是，上述實施例是以第一圖案化金屬層110形成之後，才形成氧化物半導體層120為例來進行說明，不過本發明不限於此。在其他的實施方式中，於基板10上形成第一圖案化金屬層110之前可以先形成氧化物半導體層120。由於畫素陣列是由多個畫素排列於基板10上所構成的，為了簡化圖式以清楚地呈現本發明的精神，以下將僅以單一個畫素來說明本發明的其他實施方式。
圖7繪示為本發明另一實施例的有機發光二極體畫素的剖面示意圖。請參照圖7，有機發光二極體畫素500與前述實施例的有機發光二極體畫素400大致相同，不過製作有機發光二極體畫素500時，係先形成第二源極272、第二汲極274以及電源線PW之後，才形成第二圖案化氧化物半導體層260。因此，第二圖案化氧化物半導體層260部份地覆蓋於第二源極272以及第二汲極274上。也就是說，本實施例採用圖2的主動元件陣列200應用於有機發光二極體畫素500中。
圖8繪示為本發明又一實施例的有機發光二極體畫素的剖面示意圖。請參照圖8，有機發光二極體畫素600與前述實施例的有機發光二極體畫素400大致相同，不過製作有機發光二極體畫素600時，本實施例係採用先形成氧化物半導體層再形成第一圖案化金屬層310的方式加以製作。也就是說，本實施例採用圖3的主動元件陣列300應用於有機發光二極體畫素600。
詳言之，有機發光二極體畫素600包括第一電晶體TFT1、第二電晶體TFT2以及有機發光單元OL，其中本實施例的第一圖案化氧化物半導體層322位在第一源極312、第一汲極314、第二閘極316與電容下電極318所構成的第一金屬層310下方。並且，本實施例的第一圖案化氧化物半導體層322中，除了第一圖案化金屬層310所遮蔽的部份之外，係以掃描線SL為罩幕圖案化而成的。所以，第一電晶體TFT1的第一閘極142與第一通道層324可以自行對準而不容易發生對位誤差。如此一來，有機發光二極體畫素600所構成的畫素陣列可以具有理想的製作良率。
值得一提的是，上述實施例是以畫素電極與第三圖案化金屬層分開製作為例，在其他的實施例中，畫素電極可以是由第三圖案化金屬層所構成。舉例而言，圖9繪示為本發明再一實施例的有機發光二極體畫素的剖面示意圖。請參照圖9，有機發光二極體畫素700實質上與前述的有機發光二極體畫素400大致相同，兩者的差異主要在於：
有機發光二極體畫素700中的畫素電極PE係與第二汲極174為一體成型。也就是說，在製作第二汲極174的同時，只要稍加改變第三圖案化金屬層170的圖案就可以進一步構成畫素電極PE。有機發光二極體畫素700中的其他構件皆可參照有機發光二極體畫素400的說明。在本實施例中，第二汲極174例如是由不透光的金屬材質所製作而成，因此畫素電極PE為不透明的，而有機發光二極體畫素700實質上為一頂部發光型(top emission)的有機發光元件。此時，基板10可以是不透光的基板，例如金屬基板、不鏽鋼基板等。
圖10繪示為本發明另一實施例的有機發光二極體畫素的剖面示意圖。請參照圖10，有機發光二極體畫素800實質上與前述的有機發光二極體畫素500大致相同，兩者的差異主要在於：有機發光二極體畫素800中的畫素電極PE係與第二汲極274為一體成型。也就是說，在製作第二汲極274的同時，只要稍加改變第三圖案化金屬層270的圖案就可以構成畫素電極PE。有機發光二極體畫素800中的其他構件皆可參照有機發光二極體畫素500的說明。換言之，此時標示為194的膜層為半透明金屬層並當作有機發光元件OL的陰極194，故有機發光二極體畫素800實質上為一頂部發光型的有機發光元件。
圖11繪示為本發明再一實施例的有機發光二極體畫素的剖面示意圖。請參照圖11，有機發光二極體畫素900實質上與前述的有機發光二極體畫素600大致相同，兩者
的差異主要在於：有機發光二極體畫素900中的畫素電極PE係與第二汲極174為一體成型。也就是說，在製作第二汲極174的同時，只要稍加改變第三圖案化金屬層170的圖案就可以構成畫素電極PE。有機發光二極體畫素900中的其他構件皆可參照有機發光二極體畫素600的說明。換言之，有機發光二極體畫素900實質上為一頂部發光型的有機發光元件。
上述實施例中可以採用捲對捲濺鍍製程來形成各個膜層，其中部分膜層更可以連續地沉積。因此，圖12所繪示的捲對捲濺鍍機可用於本發明的製作方法中。請參照圖12，捲對捲濺鍍機(roll to roll sputter)RM包括有一捲動軸(drum)RA、多個沉積腔體(deposition section)DS、多個隔絕腔體(separation section)SS以及一預處理腔體(pre-treament section)PS。預處理腔體PS位在捲對捲濺鍍機RM的一側，而沉積腔體DS與隔絕腔體SS交替地設置並環繞於捲動軸RA。進行捲對捲濺鍍法時，具備可撓性的基板(未繪示)沿著捲動軸RA被捲動而在不同的沉積腔體DS完成不同膜層的沉積。在一實施例中，沉積腔體DS的濺鍍槍之電源種類可以為射頻(radio frequency,RF)濺鍍、磁控濺鍍(magnetron sputtering,MS)、直流(direct current,DC)濺鍍、脈衝直流(pulse DC)濺鍍等。沈積時腔體的壓力介於1~10-4Pa之間，沈積時通入的氣體可以為Ar、O2、N2等，氣體的流量介於0~200sccm之間。沈積時捲動軸RA之轉動速度介於0.1m/min~10m/min之間。捲動軸RA在薄膜沈
積時溫度可以設定在-15℃~80℃之間，但一般多為在室溫下進行薄膜沈積。
綜上所述，本發明利用第二圖案化金屬層所構成的掃描線以及閘極為罩幕來圖案化氧化物半導體層。因此，閘極與通道層可以自行對準而不容易有對位上的誤差。本實施例的主動元件陣列的製作方法以及有機發光二極體畫素陣列的的製作方法可以具有理想的製作良率。另外，本發明採用氧化物半導體材料來製作通道層，這類材料具有歐姆接點的特性，因而不需進行額外的離子佈植等製程。如此一來，基板的材質採用對溫度耐受性不高的材質時，可使基板免於遭受離子佈植製程的高溫而損害。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧基板
100、200、300‧‧‧主動元件陣列
110、310‧‧‧第一圖案化金屬層
112、312‧‧‧第一源極
114、314‧‧‧第一汲極
116、316‧‧‧第二閘極
118、318‧‧‧電容下電極
122、322‧‧‧第一圖案化氧化物半導體層
124、324‧‧‧第一通道層
132‧‧‧第一圖案化絕緣層
140‧‧‧第二圖案化金屬層
142‧‧‧第一閘極
150‧‧‧第二絕緣層
160、260‧‧‧第二圖案化氧化物半導體層
162、262‧‧‧第二通道層
170、270‧‧‧第三圖案化金屬層
172、272‧‧‧第二源極
174、274‧‧‧第二汲極
176‧‧‧環形圖案
180‧‧‧第三絕緣層
182‧‧‧開口
192‧‧‧有機發光層
194‧‧‧陰極
322A、322B‧‧‧部分
400、500、600、700、800、900‧‧‧有機發光二極體畫素
4000‧‧‧有機發光二極體畫素陣列
A-A’‧‧‧剖線
Cs‧‧‧儲存電容
DL‧‧‧資料線
DS‧‧‧沉積腔體
G‧‧‧溝槽
OL‧‧‧有機發光單元
PE‧‧‧畫素電極
PS‧‧‧預處理腔體
PW、PW2‧‧‧電源線
RA‧‧‧捲動軸
RM‧‧‧捲對捲濺鍍機
SL‧‧‧掃描線
SS‧‧‧隔絕腔體
TFT1‧‧‧第一電晶體
TFT2‧‧‧第二電晶體
圖1A至圖1E繪示為本發明一實施例的主動元件陣列的製作方法的剖面示意圖。
圖2繪示為本發明另一實施例的主動元件陣列的剖面示意圖。
圖3繪示為本發明又一實施例的主動元件陣列的剖面示意圖。
圖4繪示為本發明一實施例的有機發光二極體畫素的
電路示意圖。
圖5A至圖5G繪示為本發明一實施例的有機發光二極體畫素陣列的製作方法的上視示意圖。
圖6A至圖6G分別為沿著圖5A至圖5G中的剖線A-A’所繪示的剖面示意圖。
圖7繪示為本發明另一實施例的有機發光二極體畫素的剖面示意圖。
圖8繪示為本發明又一實施例的有機發光二極體畫素的剖面示意圖。
圖9繪示為本發明再一實施例的有機發光二極體畫素的剖面示意圖。
圖10繪示為本發明另一實施例的有機發光二極體畫素的剖面示意圖。
圖11繪示為本發明再一實施例的有機發光二極體畫素的剖面示意圖。
圖12繪示為一種捲對捲濺鍍機的示意圖。
10‧‧‧基板
100‧‧‧主動元件陣列
110‧‧‧第一圖案化金屬層
112‧‧‧第一源極
114‧‧‧第一汲極
116‧‧‧第二閘極
122‧‧‧第一圖案化氧化物半導體層
124‧‧‧第一通道層
132‧‧‧第一圖案化絕緣層
140‧‧‧第二圖案化金屬層
142‧‧‧第一閘極
150‧‧‧第二絕緣層
160‧‧‧第二圖案化氧化物半導體層
162‧‧‧第二通道層
170‧‧‧第三圖案化金屬層
172‧‧‧第二源極
174‧‧‧第二汲極
TFT1‧‧‧第一電晶體
TFT2‧‧‧第二電晶體
Claims (24)
- 一種主動元件陣列的製作方法，該主動元件陣列包括至少一第一電晶體以及至少一第二電晶體，該主動元件陣列的製作方法包括：於一基板上形成一第一圖案化金屬層，該第一圖案化金屬層包括該第一電晶體的一第一源極、該第一電晶體的一第一汲極以及該第二電晶體的一第二閘極，其中該第一汲極與該第一源極彼此分離；於該基板上全面地形成一氧化物半導體層；於該基板上全面地形成一第一絕緣層，且該第一絕緣層覆蓋住該氧化物半導體層以及該第一圖案化金屬層；於該第一絕緣層上形成一第二圖案化金屬層，該第二圖案化金屬層在該第一源極以及該第一汲極之間定義出該第一電晶體的一第一閘極；以該第二圖案化金屬層為罩幕，圖案化該氧化物半導體層以及該第一絕緣層而形成一第一圖案化氧化物半導體層以及一第一圖案化絕緣層，其中該第一圖案化氧化物半導體層包括該第一電晶體的一第一通道層；於該基板上全面地形成一第二絕緣層，且該第二絕緣層覆蓋住該第一電晶體以及該第二閘極；於該第二絕緣層上形成一第二圖案化氧化物半導體層，該第二圖案化氧化物半導體層包括一第二通道層，位在該第二閘極上方；以及於該第二絕緣層上形成一第三圖案化金屬層，該第三 圖案化金屬層包括該第二電晶體的一第二源極以及一第二汲極，其中該第二源極與該第二汲極分別位在該第二閘極的相對兩側。
- 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列的製作方法，其中形成該第一圖案化金屬層、該第一圖案化氧化物半導體層、該第一絕緣層、該第二圖案化氧化物半導體層、該第二圖案化金屬層、該第二絕緣層、以及該第三圖案化金屬層至少一者的方法包括一捲對捲濺鍍法。
- 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列的製作方法，其中當該第一電晶體的數量為多個時，形成該氧化物半導體層的方法更包括在該氧化物半導體層中形成多條溝槽，並且該些溝槽使該些第一通道層彼此斷開。
- 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列的製作方法，其中在形成該氧化物半導體層之前，係先於該基板上形成該第一圖案化金屬層。
- 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列的製作方法，其中在形成該第一圖案化金屬層之前，係先於該基板上形成該氧化物半導體層。
- 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列的製作方法，其中形成該第三圖案化金屬層之前，係先形成該第二圖案化氧化物半導體層。
- 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列的製作方法，其中形成該第二圖案化氧化物半導體層之前，係先形成該第三圖案化金屬層。
- 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列的製作方法，其中該第一圖案化氧化物半導體層以及該第二圖案化氧化物半導體層的材質分別包括氧化鋅、銦鎵鋅氧化物或銦鋅錫氧化物。
- 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列的製作方法，其中該第一圖案化氧化物半導體層以及該第二圖案化氧化物半導體層分別具有一摻質，且該摻質選自於由銦、鋁、鎵、錫或上述之組合所構成的族群。
- 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列的製作方法，其中該基板的材質包括塑膠或是金屬。
- 一種有機發光二極體畫素陣列的製作方法，該有機發光二極體畫素陣列包括多條掃描線、多條資料線、多條電源線以及多個畫素，各該畫素包括一第一電晶體、一第二電晶體以及一畫素電極，該第一電晶體連接於其中一條掃描線以及其中一條資料線，該第二電晶體連接於該第一電晶體、其中一條電源線以及該畫素電極，該有機發光二極體畫素陣列的製作方法包括：於一基板上形成一第一圖案化金屬層，該第一圖案化金屬層包括該些資料線、該些第一電晶體的多個第一汲極以及該些第二電晶體的多個第二閘極，其中該些第一汲極與該些第二閘極彼此連接，而與該些資料線分離；於該基板上全面地形成一氧化物半導體層；於該基板上全面地形成一第一絕緣層，且該第一絕緣層覆蓋住該氧化物半導體層以及該第一圖案化金屬層； 於該第一絕緣層上形成一第二圖案化金屬層，該第二圖案化金屬層包括該些掃描線，該些掃描線相交於該些資料線以及該些第一汲極而定義出該些第一電晶體的多個第一閘極；以該第二圖案化金屬層為罩幕，圖案化該氧化物半導體層以及該第一絕緣層而形成一第一圖案化絕緣層以及一第一圖案化氧化物半導體層，其中該第一圖案化氧化物半導體層包括該些第一電晶體的多個第一通道層；於該基板上全面地形成一第二絕緣層，且該第二絕緣層覆蓋住該些第一電晶體、該些掃描線、該些資料線以及該些第二閘極；於該第二絕緣層上形成一第二圖案化氧化物半導體層，該第二圖案化氧化物半導體層包括多個第二通道層，且各該第二通道層位在其中一個第二閘極上方；於該第二絕緣層上形成一第三圖案化金屬層，該第三圖案化金屬層包括該些電源線、該些第二電晶體的多個第二源極以及該些第二電晶體的多個第二汲極，該些第二源極連接於該些電源線，且該些第二源極以及該些第二汲極分別位在該些第二閘極的相對兩側；於該基板上形成該些畫素電極，各該畫素電極連接於其中一個第二汲極；以及於該基板上形成一第三絕緣層，覆蓋住該些第一電晶體以及該些第二電晶體。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體 畫素陣列的製作方法，其中形成該第一圖案化金屬層、該第一圖案化氧化物半導體層、該第一絕緣層、該第二圖案化氧化物半導體層、該第二圖案化金屬層、該第二絕緣層、該第三圖案化金屬層以及該第三絕緣層至少一者的方法包括一捲對捲濺鍍法。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體畫素陣列的製作方法，其中形成該氧化物半導體層的方法更包括在該氧化物半導體層中形成多條溝槽，該些溝槽實質上平行於該些資料線，而該些溝槽各自位在相鄰兩條資料線之間，並且該些溝槽使各該掃描線下方的該些第一通道層彼此斷開。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體畫素陣列的製作方法，其中在形成該氧化物半導體層之前，係先於該基板上形成該第一圖案化金屬層。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體畫素陣列的製作方法，其中在形成該第一圖案化金屬層之前，係先於該基板上形成該氧化物半導體層。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體畫素陣列的製作方法，其中形成該第三絕緣層的方法包括於該第三絕緣層中形成多開口以暴露出該些畫素電極。
- 如申請專利範圍第16項所述之有機發光二極體畫素陣列的製作方法，更包括於各該開口所暴露出來的其中一個畫素電極上形成一發光層以及一陽極以形成一有機發光單元。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體畫素陣列的製作方法，其中形成該第三圖案化金屬層之前，係先形成該第二圖案化氧化物半導體層。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體畫素陣列的製作方法，其中形成該第二圖案化氧化物半導體層之前，係先形成該第三圖案化金屬層。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體畫素陣列的製作方法，其中該第三圖案化金屬層更包括該些畫素電極。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體畫素陣列的製作方法，其中形成該第一圖案化金屬層的方法更包括形成多個電容下電極，位於該些電源線下方。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體畫素陣列的製作方法，其中該第一圖案化氧化物半導體層以及該第二圖案化氧化物半導體層的材質分別包括氧化鋅、銦鎵鋅氧化物或銦鋅錫氧化物。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體畫素陣列的製作方法，其中該第一圖案化氧化物半導體層以及該第二圖案化氧化物半導體層分別具有一摻質，且該摻質選自於由銦、鋁、鎵、錫或上述之組合所構成的族群。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體畫素陣列的製作方法，其中該基板的材質包括塑膠或是金屬。
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