CN104078486A - 有机发光二极管显示装置及其制造方法 - Google Patents

有机发光二极管显示装置及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种有机发光二极管显示装置及其制造方法。所公开的有机发光二级管显示装置其包括：扫描线、数据线和电源线，彼此交叉并且被布置为限定像素区域；开关薄膜晶体管，布置在扫描线和数据线的交叉处；有机发光二极管，布置在像素区域中；驱动薄膜晶体管，布置在电源线和有机发光二极管之间；以及存储电容器，布置为临近有机发光二极管并被配置为充入由数据线施加的数据信号。所述存储电容器包括多个子存储电容器，在所述多个子存储电容器中多个存储电极被彼此交替地堆叠。

Description

有机发光二极管显示装置及其制造方法
技术领域
本申请涉及一种有机发光二极管显示装置及其制造方法。
背景技术
近来，相对于阴极射线管(CRT)的缺点，具有减少的重量和体积的平板显示装置得到了发展。该平板显示装置包括液晶显示(LCD)装置、场发射显示(FED)装置、等离子体显示板(PDP)、有机发光二极管显示(OLED)装置等。
OLED装置是使用介于电极之间的薄发光层的自发光装置。因而，OLED装置可以变得比纸更薄。这样的OLED装置穿过基板发射光并显示图像。为此目的，OLED装置包括配置有多个像素区域、单元驱动阵列以及有机发光阵列的封装的基板。多个像素区域各自包括三种颜色的(即，红色、绿色和蓝色)子像素。此外，多个像素区域排列为矩阵形状。
为了实现各种颜色，OLED装置采用发射红色、绿色和蓝色光的有机发光层。每个有机发光层***在两个电极之间并且形成有机发光二级管(OLED)。
而且，OLED装置包括用于传输视频信号的多条数据线、用于传输驱动信号的多条选通线以及用于将电源电压传输给有机发光二极管的多条电源线。多条数据线、选通线以及电源线互相交叉并限定多个像素区域。而且，OLED装置包括开关薄膜晶体管、驱动薄膜晶体管、存储电容器以及布置在各个像素区域中的有机发光二级管OLED。
由于最近对于高清晰度和高速响应特性的需求，OLED装置中的像素区域必须是狭窄的。因而，该像素区域难以确保足够的开口率。而且，高速响应要求在OLED装置中使用薄膜晶体管。而且，为了增强图片(或图像)质量，必须在该像素区域中布置能够充分地存储数据信号(或视频信号)的高容量存储电容器。
然而，为了给像素区域提供高电容，存储电容器的电极面积必须扩大。因而，像素区域的开口率与此相反地减小。因此，需要开发实现确保像素区域的足够开口率的大容量存储电容器的技术。
发明内容
因此，本申请的致力于在OLED装置及其制造方法上，其基本上消除了归因于相关技术的限制和缺点的一个或多个问题。
实施方式提供了一种OLED装置及其制造方法，其通过在像素区域中形成具有双栅极结构的薄膜晶体管适合于实现具有高速响应特性的开关元件。
而且，实施方式提供OLED装置及其制造方法，通过在像素区域中的存储电容器区域中堆叠多个存储电极，其适合于实现相对于占用面积来说更大的存储电容。
实施方式的附加特征和优点将在随后的说明书中阐明，并且部分将从说明书中展现，或可通过实施方式的实践了解。实施方式的优点将通过在撰写的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和完成。
根据本实施方式的总的方面，OLED装置包括：扫描线、数据线和电源线，所述扫描线、数据线和电源线彼此交叉并且被布置为限定像素区域；开关薄膜晶体管，所述开关薄膜晶体管被布置在所述扫描线和所述数据线的交叉处；有机发光二极管，所述有机发光二极管被布置在所述像素区域中；驱动薄膜晶体管，所述驱动薄膜晶体管被布置在所述电源线和所述有机发光二极管之间；以及存储电容器，所述存储电容器被布置为临近所述有机发光二极管并被配置为充入由所述数据线施加的数据信号。所述存储电容器包括多个子存储电容器，在所述多个子存储电容器中多个存储电极被彼此交替地堆叠。
根据本实施方式的另一个总的方面，一种OLED装置的制造方法包括：制备基板，在所述基板中限定了有机发光二极管区域和存储电容器区域；在所述基板上形成第一栅极和第一存储电极；在设置有所述第一栅极的所述基板上顺序地形成第一栅极绝缘膜和氧化物半导体层；在所述第一栅极绝缘膜上形成与所述第一栅极相对的沟道层，并且在所述第一栅极绝缘膜上形成与所述第一存储电极相对的第二存储电极；在设置有所述沟道层的所述基板上顺序地形成第二栅极绝缘膜和金属膜；在所述第二栅极绝缘膜上形成与所述沟道层相对的第二栅极，并且在所述存储电容器区域中在所述第二栅极绝缘膜上形成与所述第二存储电极相对的第三存储电极；在设置有所述第二栅极的所述基板上形成层间绝缘膜；针对所述层间绝缘膜执行接触孔形成处理；形成与所述沟道层电连接的源极和漏极，并且在所述层间绝缘膜上形成与所述第三存储电极相对的第四存储电极；在设置有所述源极和漏极的所述基板上形成钝化膜；以及在所述钝化膜上形成与所述第四存储电极相对的第五存储电极。
根据本实施方式的又一个总的方面，一种OLED装置的制造方法包括：制备基板，在所述基板中定义了有机发光二极管区域和存储电容器区域；在所述基板上形成第一栅极和第一存储电极；在设置有所述第一栅极的所述基板上顺序地形成第一栅极绝缘膜和氧化物半导体层；在所述第一栅极绝缘膜上形成与所述第一栅极相对的有源层，并且在所述第一栅极绝缘膜上形成与所述第一存储电极相对的有源图案；在设置有所述有源层的所述基板上形成第二栅极绝缘膜；在所述第二栅极绝缘膜上形成与所述有源层相对的遮蔽图案；通过针对所述有源图案执行光照射处理和等离子处理中的一种来形成第二存储电极并提高所述有源图案的导电性；在设置有所述第二栅极绝缘膜的所述基板上形成金属膜；在所述第二栅极绝缘膜上形成与所述有源层相对的第二栅极，并且在所述存储电容器区域中在所述第二栅极绝缘膜上形成与所述第二存储电极相对的第三存储电极；在设置有所述第二栅极的所述基板上形成层间绝缘膜；针对所述层间绝缘膜执行接触孔形成处理；形成与所述有源层电连接的源极和漏极，并且在所述层间绝缘膜上形成与所述第三存储电极相对的第四存储电极；在设置有所述源极和漏极的所述基板上形成钝化膜；以及在所述钝化膜上形成与所述第四存储电极相对的第五存储电极。
其它的***、方法、特征以及优点对于本领域技术人员来说在研究随后的图形和详细说明书的基础上将是或将变得明白。意欲将所有这样的附加***、方法、特征以及优点包括在这个说明书中，包括在本公开的范围内，并且由随后的权利要求保护。在这个部分没有把其理解为对那些权利要求的限制。进一步的方案和优点下面结合实施方式讨论。应当理解本文的前述的通用说明书和随后的详细说明书是示例性的和解释性的并意欲提供如本文所要求的进一步的解释。
附图说明
包括附图以提供对实施方式的进一步的理解，附图被并入于此并且构成本申请的一部分，附图例示了本公开的实施方式，并与说明书一起用于解释本公开。在图中：
图1是示出根据本公开的一种实施方式的OLED装置的像素结构的平面图；
图2是示出图1的像素结构的等效电路图；
图3A到图3E是例示了OLED装置的制造方法并且沿着图1中的线I-I'和II-II’所得到的剖面图；
图4A是例示了用于根据本公开的一种实施方式的OLED装置的在双栅极结构的薄膜晶体管中的电容器的连接结构的剖面图；
图4B是例示了双栅极、顶栅极和底部薄膜晶体管的电容特性相对于电场的数据对照图表；
图5是示出了根据本公开的一种实施方式的OLED装置中的存储电容器区域的并联结构的剖面图；
图6A到图6F是例示了根据本公开的另一种实施方式的OLED装置的制造方法的剖面图；
图7是例示了使用氧化物半导体层作为电容器电极的普通薄膜晶体管的电容特性的数据图表；
图8A和图8B是例示了根据本公开的另一种实施方式的由对氧化物半导体层进行等离子体处理所实现的导电性增强原理的图；
图9是例示了具有根据本公开的另一种实施方式的经等离子体处理的氧化物半导体层的薄膜晶体管和具有普通氧化物半导体层的薄膜晶体管的数据对照图表；
图10A和图10B是例示了根据本公开的另一种实施方式的通过光照在氧化物半导体层上实现导电性增强原理的图；
图11是例示了具有根据本公开的另一种实施方式的经光照的氧化物半导体层的薄膜晶体管和具有普通氧化物半导体层的薄膜晶体管的数据对照图表；以及
图12是示出了根据本公开的另一种实施方式的OLED装置中的存储电容器区域的并联结构的剖面图。
具体实施方式
现在将参照在附图中例示的示例来详细地说明本公开的实施方式。本文以下引入的这些实施方式作为示例被提供以便于将它们的精神传达给本领域技术人员。因此，这些实施方式可被具体化为不同的形状，因此不被限制于本文描述的这些实施方式。而且，为了附图中的便利，装置的尺寸和厚度的表达被夸大了。在本公开中，在包括附图的本公开中尽可能地使用相同的标号表示相同或相似的部分。
图1是示出了根据本公开的一种实施方式的OLED装置的像素结构的平面图。图2是示出图1的像素结构的等效电路图。
参照图1和图2，OLED装置通过交叉多条数据线Vdata、扫描线Scan以及电源线VDD限定了布置在矩阵形状中的多个像素区域。每个像素区域可发射红光、绿光、蓝光和白光中的一种并被称为子像素。而且，该子像素可由三个或四个成组并形成彩色像素。
而且，可以临近地和平行于数据线Vdata布置多条参考电压线Vref。可以将参考电压线Vref连接到驱动薄膜晶体管DR-Tr，驱动薄膜晶体管DR-Tr被布置在像素区域中，并用于控制驱动薄膜晶体管DR-Tr的接地状态。
开关薄膜晶体管SW-Tr布置在扫描线Scan和数据线Vdata的交叉区域。感测薄膜晶体管S-Tr和驱动薄膜晶体管DR-Tr布置在数据线Vdata和与参考电压线Vref交叉的感测线Sense的另一个交叉区域。
可以将配置为发射红光、绿光、蓝光和白光中之一的有机发光二极管OLED布置在像素区域中。可以由驱动薄膜晶体管DR-Tr来控制有机发光二极管R／G／B／W。而且，可以将配置为充入数据信号(或视频信号)的存储电容Cst布置在像素区域中。存储电容Cst可以用于控制驱动薄膜晶体管DR-Tr。
响应于由扫描线Scan施加的扫描信号(或选通驱动信号)，接通开关薄膜晶体管SW-Tr，并且将由数据线Vdata施加的数据信号充入存储电容Cst。响应于充入存储电容Cst中的数据信号，驱动薄膜晶体管DR-Tr被接通，并且控制由电源线VDD施加到有机发光二极管OLED的电流量。
感测薄膜晶体管S-Tr被连接到介于驱动薄膜晶体管DR-Tr和有机发光二极管OLED之间的连接节点。而且，感测薄膜晶体管S-Tr可以控制驱动薄膜晶体管DR-Tr的接地状态。
作为示例，将N型晶体管用作在图1和图2中示出的薄膜晶体管DR-Tr、S-Tr和SW-Tr。另选地，可以将P型晶体管用作示出在图1和图2中的薄膜晶体管DR-Tr、S-Tr和SW-Tr。
现在将描述根据本公开的OLED装置的上述像素的操作。
如果通过一条扫描线Scan将选通驱动信号(或扫描信号)施加至开关薄膜晶体管SW-Tr，则开关薄膜晶体管SW-Tr被接通。接着，通过数据线Vdata中之一施加的数据信号被存储进存储电容Cst中。
当该扫描信号被中断时，开关薄膜晶体管SW-Tr被断开。因而，响应于存储进存储电容Cst中的数据信号，驱动薄膜晶体管DR-Tr被接通。
接通的驱动薄膜晶体管DR-Tr控制通过电源线VDD中之一流进有机发光二极管OLED中的电流的量。根据存储在存储电容Cst中的数据信号来控制流进有机发光二极管OLED中的电流的量。
有机发光二极管OLED可以包括阳极、阴极以及***在两个电极之间的有机化合物层HIL、HTL、EML、ETL和EIL。有机化合物层可以包括空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、光发射层EML、电子传输层ETL和电子注入层EIL。
如果驱动电压被施加在阳极和阴极之间，则穿过该空穴传输层HTL的空穴并且穿过该电子传输层ETL的电子移动进入光发射层EML并形成激子。据此，在光发射层EML中产生可见光。
同时，有机发光二极管OLED的开口面积可根据如图1中示出的存储电容器区域Cst增大和减小。可通过将存储电容器区域变窄而将有机发光二级管OLED的开口面积变大。然而，该存储电容器必须被设计成具有大的电容值，以充分地充入由数据线Vdata施加的数据信号。因而，在确保足够的开口率的原因限制之下难以缩减存储电容器区域。
为了解决这个问题，本公开能使得OLED装置的存储电容器在结构上包括通过在同一占用面积中堆叠多个存储电极而形成的多个子存储电容器。子存储电容器彼此并联连接。因而，总存储电容可变为子存储电容之和。
现在将通过例示在图3A到图3E的OLED装置的制造工艺来详细地描述本公开的存储电容器的结构。
图3A到图3E是例示了OLED装置的制造方法并且沿着图1中的线I-I'和II-II’的剖面图。
参照图1和图3A到图3E，根据本公开的一种实施方式的OLED装置的制造方法通过在基板100上形成第一金属膜并且对第一金属膜执行第一掩膜处理在驱动薄膜晶体管区域中形成第一栅极101a。同时，第一存储电极201形成在本公开的OLED装置中的存储电容器区域中。
可由诸如铝Al、铝合金、镍Ni、铬Cr、钼Mo、钛Ti、铂Pt、钽Ta等这样的具有低电阻的不透明导电材料形成第一栅极101a和第一存储电极201。另选地，第一栅极101a和第一存储电极201可以形成为多层结构，该多层结构通过堆叠透明的和不透明的导电材料而形成。透明的导电材料可以包括氧化铟锡ITO、氧化铟锌IZO等。
如图3B所示，在第一栅极101a和第一存储电极201形成在基板100之后，第一栅极绝缘膜102和氧化物半导体层顺序地形成在基板100的整个表面上。
随后，执行针对氧化物半导体层的第二掩膜处理。据此，沟道层104a相对于第一栅极101a形成在第一栅极绝缘膜102上，并且第二存储电极202形成在第一存储电极201上。第二存储电极202由氧化物半导体层形成。
氧化物半导体层可由包括铟In、锌Zn、镓Ga以及铪Hf中的至少一种的非晶氧化物材料形成。例如，如果氧化物半导体层Ga-In-Zn-O通过溅射工艺形成，则可以在溅射工艺中使用由In2O3、Ga2O3和ZnO形成的靶或者由Ga-In-Zn氧化物形成的单个靶。另选地，当氧化物半导体层Hf-In-Zn-O由另一种溅射工艺形成时，则可以在另一种溅射工艺中使用由HfO2、In2O3和ZnO形成的靶或由Hf-In-Zn氧化物形成的单个靶。
如图3C所示，在存储电极202和沟道层104a分别形成在存储电容器区域和驱动薄膜晶体管区域中之后，第二栅极绝缘膜103和第二金属膜顺序地形成在基板100的整个表面上。
此后，执行针对第二金属膜和第二栅极绝缘膜103的第三掩膜处理。因而，第二栅极101b相对于沟道层104a形成在第二栅极绝缘膜103上，接着第二栅极绝缘膜图案103形成在沟道层104a上。可通过湿法刻蚀处理形成在第二栅极绝缘膜103上的第二栅极101b。可通过干法刻蚀处理制备在沟道层104a上的第二栅极绝缘膜图案103。
而且，当针对第二金属膜和第二栅极绝缘膜103连续地执行湿法刻蚀处理和干法刻蚀处理时，第三存储电极203和另一个第二栅极绝缘膜图案103顺序地形成在存储电容器区域中的第二存储电极202上。第三存储电极203通过接触孔与形成在基板100上的第一存储电极201电接触。
在第二栅极101b和第三存储电极203的形成中所使用的第二金属膜可由与第一金属膜相同的材料形成，该材料已被使用在第一栅极101a的形成中。
而且，沟道层104部分地露出于使用在用于对第二栅极绝缘膜103进行构图的干法刻蚀处理中的等离子气体中，因而导致缺氧现象。因而，沟道层104a部分地变成导电的半导体图案104。
具体地，如图中所示出的，由第二栅极101b露出的沟道层104a的两侧部分被露出于在干法刻蚀处理期间的等离子气体中并变成导电的半导体图案104。而且，沟道层104a的没有被存储电容器区域中的第三存储电极203覆盖的另一个部分被露出于在干法刻蚀期间的等离子气体中并变成导电的半导体图案104。
因而，在与第三存储电极203交叠的区域中的第二存储电极202的部分由氧化物半导体层形成，但是在没有与第三存储电极203交叠的区域中的沟道层的剩余部分由导电的半导体图案104形成。
如图3D所示，在第二栅极101b和第三存储电极203形成在第二栅极绝缘膜103上之后，层间绝缘膜107形成在基板100的整个表面上。随后，针对层间绝缘膜107执行接触孔形成处理，以露出导电的半导体图案104，该导电的半导体图案104相对于第二栅极101b的外部区域对应于沟道层104a的两侧边缘。
该接触孔形成处理形成了存储电容器区域中的其它接触孔。在存储电容器区域中的接触孔露出第三存储电极203的一部分和导电半导体图案104的一部分，导电半导体图案104与第二存储电极202联合地形式在单个主体中。
之后，源／漏金属膜形成在基板100的整个表面上并且针对源／漏金属膜执行第四掩膜处理。据此，如图3E所示地形成与由第二栅极101b露出的导电的半导体图案104相接触的源极115a和漏极115b。
源／漏金属膜可由钼Mo、钛Ti、钽Ta、钨W、铜Cu、铬Cr、铝Al及其合金中的任意一种形成。
而且，与第三存储电极203交叠的第四存储电极204形成在存储电容器区域中的层间绝缘膜107上。第四存储电极204与源极115a和漏极115b同时地形成。
第四存储电极204与第二存储电极202联合地形成在单个主体中。这样的第四存储电极204与通过部分地移除层间绝缘膜107而露出的导电的半导体图案104电接触。
而且，形成与第四存储电极204电隔离的连接图案216。该连接图案216与露出的第三存储电极203电接触。这样的连接图案216用于将第三存储电极203和稍后形成的第五存储电极205电连接。类似于第四存储电极204，该连接图案216与源极115a和漏极115b同时地形成。
在第四存储电极204和源极115a和漏极115b形成在基板100上之后，钝化膜108形成在基板100的整个表面上。而且针对钝化膜108执行用于露出该连接图案216的一部分的另一个接触孔形成处理。
其后，当形成了有机发光二极管OLED的电极(阳极和阴极中的一个)时，第五存储电极205相对于第四存储电极204同时地形成在钝化膜108上。第五存储电极205电连接到该连接图案216。
如此，根据本公开的OLED装置的存储电容Cst可以以这样的方式形成，即，彼此连接的第一存储电极201、第三存储电极203和第五存储电极205与彼此连接的第二存储电极202和第四存储电极204交替地交叠。这样，存储电容Cst配置有彼此并联连接的四个子存储电容器(图5中的C1到C4)。
图5中示出的子存储电容器的这样的连接结构允许第一子存储电容C1到第四子存储电容C4以这样的方式堆叠以在垂直方向上彼此交叠。然而，第一子存储电容C1到第四子存储电容C4彼此并联连接。这样，本公开的OLED装置中的存储电容器的总电容值可被设置为具有第一子存储电容C1到第四子存储电容C4的电容值之和。
尽管本公开的存储电容器区域被限制为与相关技术中的面积相同，但是本公开的存储电容Cst可获得与四个子存储电容器之和相对应的大的存储电容。据此，可以改进数据信号的充电特性。
而且，本公开的OLED装置使用不大于相关技术的存储电容器区域可获得大的存储电容值。这样，本公开的OLED装置可改进有机发光二级管OLED的开口率。
图4A是例示了用于根据本公开的实施方式的OLED装置的双栅极结构的薄膜晶体管中的电容器的连接结构的剖面图。图4B是例示了双栅极、顶栅极和底部薄膜晶体管的电容特性相对于电场的数据对照图表。
参照图4A和图4B，本公开的OLED装置包括具有双栅极结构的薄膜晶体管。具有双栅极结构的薄膜晶体管包括形成在栅极区域中的底电容器C_bottom和顶电容器C_top。底电容器C_bottom形成在第一栅极101a和沟道层104a之间。顶电容器C_top形成在第二栅极101b和沟道层104a之间。
然而，不与第二栅极101b交叠的导电半导体图案104以及在导电半导体图案104之间的氧化物半导体层的沟道层104a会导致问题。这样，需要确定电容是否形成在沟道层104a与第一栅极101a和第二栅极101b之间。
如从图4B中可见，明显地底电容器C_bottom和顶电容器C_top各自具有约20.0F和45.0F的电容值。
而且，驱动薄膜晶体管DRTr中的栅极区域的总电容为70.0F。换言之，显而易见的是栅极区域的总电容对应于该底电容器C_bottom和顶电容器C_top之和。
这样，显而易见的是电容器形成在薄膜晶体管中的沟道层104a和栅极101a和101b之间。
尽管该OLED装置允许金属材料电极和氧化物半导体层的沟道层彼此交替地堆叠，但显而易见地是存储电容器形成在它们之间。
图5是示出根据本公开的实施方式的OLED装置中的存储电容器区域的并联结构的剖面图。
参照图5，本公开的OLED装置在像素区域中提供存储电容器区域。如图3E中所示，存储电容Cst具有包括顺序地堆叠在基板100上的第一存储电极201到第五存储电极205的结构。
第一栅极绝缘膜102和第二栅极绝缘膜103、层间绝缘膜107和钝化膜108被布置在第一存储电极201到第五存储电极205之间。
据此，第一子存储电容C1形成在第一存储电极201和第二存储电极202之间。而且，第二子存储电容C2形成在第二存储电极202和第三存储电极203之间。而且，第三子存储电容C3形成在第三存储电极203和第四存储电极204之间。此外，第四子存储电容C4形成在第四存储电极204和第五存储电极205之间。
如图4A和图4B中所解释的，第一子存储电容C1到第四子存储电容C4彼此并联地连接。因而，根据本公开的OLED装置的存储电容Cst可变成第一子存储电容C1到第四子存储电容C4之和。而且，尽管第二存储电极202是由氧化物半导体形成的沟道层，但是第二存储电极202连同导电半导体图案104可具有金属的特性并可被用作电极。
【等式1】
存储电容Cst=第一子存储电容C1+第二子存储电容C2+第三子存储电容C3+第四子存储电容C4
换言之，存储电容Cst可被上述等式1限定。
这样，本公开的OLED装置使用不大于相关技术的存储电容器区域可获得大的存储电容值。而且，本公开的OLED装置使用不大于相关技术的存储电容器区域可获得期望的存储电容值。
而且，尽管根据本公开的OLED装置的存储电容器区域被限定为比相关技术的更窄，但可获得大的存储电容Cst。据此，可扩大有机发光二极管区域。换言之，像素区域的开口率可变得更大。
图6A到图6F是例示了根据本公开的另一种实施方式的OLED装置的制造方法的剖面图。
根据本公开的另一种实施方式的OLED装置具有与图1中示出的像素相同的平面结构。这样，图6A到图6F中示出的存储电容器区域对应于沿着图1中的线I-I’的部分，并且图6A到图6F中示出的薄膜晶体管区域对应于沿着图1中的另一条线II-II’的另一部分。
为了便于说明，现在将与示出在图1中的像素的平面结构一起描述根据本公开的另一种实施方式的OLED的制造方法。
参照图1和图6A到图6F，通过在基板300上形成第一金属膜和对第一金属膜执行第一掩膜处理，根据本公开的另一种实施方式的OLED装置的制造方法在驱动薄膜晶体管区域中形成第一栅极301a。同时，第一存储电极401形成在本公开的OLED装置中的存储电容器区域中。
可由诸如铝Al、铝合金、钨W、铜Cu、镍Ni、铬Cr、钼Mo、钛Ti、铂Pt、钽Ta等的具有低电阻的不透明导电材料形成第一栅极301a和第一存储电极401。另选地，第一栅极301a和第一存储电极401可以通过堆叠透明的和不透明的导电材料形成为多层结构。透明导电材料可以包括氧化铟锡ITO、氧化铟锌IZO等。
如图6B和图6C所示，在第一栅极301a和第一存储电极401形成在基板300上之后，第一栅极绝缘膜302和氧化物半导体层顺序地形成在基板300的整个表面上。
随后，针对氧化物半导体层执行第二掩膜处理。据此，有源层304a相对于第一栅极301a形成在第一栅极绝缘膜302上，并且氧化物半导体图案402形成在第一存储电极401上。
氧化物半导体层可由包括铟In、锌Zn、镓Ga以及铪Hf中的至少一种的非晶氧化物材料形成。例如，如果氧化物半导体层Ga-In-Zn-O通过溅射工艺形成，则可以在溅射工艺中使用由In2O3、Ga2O3和ZnO形成的多个靶或者由Ga-In-Zn氧化物形成的单个靶。另选地，当氧化物半导体层Hf-In-Zn-O由另一种溅射工艺形成时，则可以在另一种溅射工艺中使用由HfO2、In2O3和ZnO形成的多个靶或由Hf-In-Zn氧化物形成的单个靶。
在氧化物半导体图案402和有源层304a分别形成在存储电容器区域和驱动薄膜晶体管区域中之后，第二栅极绝缘膜303形成在基板300的整个表面上。
其后，遮蔽图案600形成在第二栅极绝缘膜303上，并且针对提供有该遮蔽图案600的基板300的整个表面执行紫外线照射工艺和等离子体处理工艺中的一种。该遮蔽图案600允许下面的有源层304a曝露于紫外线或等离子气体。这样的遮蔽图案600可由光敏膜形成。
尽管针对基板300的表面执行紫外线照射工艺或等离子体处理工艺，但是覆盖有该遮蔽图案600的有源层304a不受紫外线或等离子气体的影响，因为紫外线或等离子气体被该遮蔽图案600中断。同时，形成在第一存储电极401上的氧化物半导体图案被曝露于紫外线或等离子气体，并变成具有较好的导电性的第二存储电极502。
将通过后面的图8A、图8B、图10A和图10B来详细地说明通过紫外线照射工艺或等离子体处理工艺来增强第二存储电极502的导电性的原理。
在形成第二存储电极502之后，从第二栅极绝缘膜303移除该遮蔽图案600。
金属化的第二存储电极502相比于由氧化物半导体材料形成的第二存储电极可具有较好的导电特性。因而，金属化的第二存储电极502可增大该存储电容器的电容。因此，该存储电容器可稳定地确保期望的电容。
在形成第二存储电极502之后，如图6D中所示出的，第二金属膜形成在基板300的整个表面上。随后，针对第二金属膜和第二栅极绝缘膜303执行第三掩膜处理。因而，第二栅极301b相对于有源层304a形成在第二栅极绝缘膜303上，接着第二栅极绝缘膜图案303形成在有源层304a上。第二栅极绝缘膜303上的第二栅极301b可通过湿法刻蚀处理形成。可通过干法刻蚀处理对有源层304a上的第二栅极绝缘膜图案303进行构图。可以连续地执行湿法刻蚀处理和干法刻蚀处理。
而且，因为第二栅极301b与有源层304a的中心部分交叠，有源层304a的两侧边缘通过等离子气体金属化，等离子气体被用于对第二栅极绝缘膜303进行构图的干法刻蚀处理中。换言之，如图中所示，由第二栅极301b露出的有源层304a的两侧部分在干法刻蚀处理期间曝露于等离子气体并变成导电部分304，其中，在湿法刻蚀处理之后执行干法刻蚀处理。
而且，因为通过湿法刻蚀处理和干法刻蚀处理顺序地刻蚀第二金属膜和覆盖第二存储电极502的第二栅极绝缘膜303，所以与第二存储电极502交叠的第三存储电极403被形成在存储电容器区域中。第三存储电极403通过接触孔与形成在基板300上的第一存储电极401电接触。
在第二栅极301b和第三存储电极403的形成中使用的第二金属膜可由与第一金属膜相同的金属形成，该第一金属膜被使用在第一栅极301a的形成中。
如图6E中所示，在第二栅极301b和第三存储电极403形成在第二栅极绝缘膜303上之后，层间绝缘膜307形成在基板300的整个表面上。随后，针对层间绝缘膜307执行接触孔形成处理，以露出导电部分304，导电部分304相对于第二栅极301b的外部区域与有源层304a的两侧边缘相对应。
该接触孔形成处理形成存储电容器区域中的其它接触孔。存储电容器区域中的接触孔露出第三存储电极403的一部分和延伸部分的一部分，该延伸部分与第二存储电极502联合地形式在单个主体中。
其后，源／漏金属膜形成在基板300的整个表面上，并且针对源／漏金属膜执行第四掩膜处理。据此，如图6F中所示地形成与由第二栅极301b露出的有源层304a的导电部分304相接触的源极315a和漏极315b。
源／漏金属膜可由钼Mo、钛Ti、钽Ta、钨W、铜Cu、铬Cr、铝Al及其合金中的任意一种形成。
而且，与第三存储电极403交叠的第四存储电极404形成在存储电容器区域中的层间绝缘膜307上。第四存储电极404与源极315a和漏极315b同时地形成。
这样的第四存储电极404与通过部分地移除层间绝缘膜307而露出的第二存储电极502的扩展的部分电接触。换言之，第四存储电极404通过接触孔电连接到第二存储电极502。
而且，形成与第四存储电极404电隔离的连接图案416。该连接图案416与露出的第三存储电极403电接触。这样的连接图案416用于将第三存储电极403和稍后将形成的第五存储电极405电连接。类似于第四存储电极404，该连接图案416与源极315a和漏极315b同时地形成。
在第四存储电极404和源极315a和漏极315b形成在基板300上之后，钝化膜308形成在基板300的整个表面上。而且针对钝化膜308执行用于将连接图案416的一部分露出的另一接触孔形成处理。
随后，当形成了有机发光二极管OLED的电极(阳极和阴极中的一个)时，第五存储电极405相对于第四存储电极404同时地形成在钝化膜308上。第五存储电极405电连接到该连接图案416。
这样，根据本公开的OLED装置的存储电容Cst可以以这样的方式形成，即，彼此连接的第一存储电极401、第三存储电极403和第五存储电极405与彼此连接的第二存储电极502和第四存储电极404交替地交叠。这样，存储电容器Cst配置有彼此并联连接的四个子存储电容器(图5中的C1到C4)。
子存储电容器的这样的连接结构允许第一子存储电容C1到第四子存储电容C4以这样的方式堆叠，即，如图12所示地以垂直方向彼此交叠。然而，第一子存储电容C1到第四子存储电容C4彼此并联连接。这样，本公开的OLED装置中的存储电容器Cst的总电容值可被设置为具有第一子存储电容C1到第四子存储电容C4的电容值之和。
尽管本公开的存储电容器区域被限制为与相关技术的面积相同，但是本公开的存储电容Cst可获得与四个子存储电容器之和相对应的大的存储电容。据此，可以增强数据信号的充电特性。
而且，本公开的OLED装置使用不大于相关技术的存储电容器区域可获得大的存储电容值。因而，本公开的OLED装置可提高有机发光二级管区域的开口率。
此外，本公开的OLED装置针对氧化物半导体图案执行光照射处理或等离子体处理，用于形成存储电容器的电极，增强电极的导电性。因此，该存储电容器可稳定地确保期望的电容。
图7是例示了使用氧化物半导体层作为电容器电极的普通薄膜晶体管的电容特性的数据图表。如图7所示，在施加低电压时，使用氧化物半导体作为电极的电容器具有较低的导电性。因而，由氧化物半导体形成的电极使电容器的特性恶化。
当OLED装置没有被驱动时，不存在任何问题，因为电容不是必须的。然而，由在驱动区间期间施加至少5V的高电压可以正常地产生存储电容器的电容。同时，存储电容器的电容在大约0-5V的低电压区间中减少。
换言之，像素区域中的配置有由氧化物半导体形成的电极的存储电容器具有导电特性，但是导电特性在低电压区间中恶化。由此，存储电容器的特性必然恶化。
另一方面，本公开针对由氧化物半导体形成的存储电极执行光照射处理或等离子体处理，并增强存储电极的导电性。因此，该存储电容器可具有增强的特性。
图8A和图8B是例示了根据本公开的另一种实施方式的由对氧化物半导体层进行等离子体处理来实现导电性增强原理的图。图9是例示了具有根据本公开的另一种实施方式的经等离子体处理的氧化物半导体层的薄膜晶体管和具有普通氧化物半导体层的薄膜晶体管的数据对照图表。
如图8A、图8B和图9中所示，有源层AL由氧化物半导体形成，并且栅极绝缘膜GL形成在有源层AL上。如果栅极绝缘膜GL曝露于等离子气体，由于原子之间的碰撞，硅原子的组合状态被改变，接着栅极绝缘膜GL和有源层AL的内部电荷状态被改变。通常，等离子气体能够使得正电荷产生在栅极绝缘膜GL中。因而，内建电场产生在栅极绝缘膜GL和有源层AL之间，如图8B中所示。
内建电场增强了有源层AL的导电性。因而，与由氧化物半导体形成的普通有源层相比，经等离子体处理的有源层AL可具有较好的导电特性。
从图9中可以看出，显而易见的是，与普通氧化物半导体层As-dep不同，经等离子体处理的氧化物半导体层增强了在大约0-5V的低电压区间中的导电特性。换言之，等离子体处理可以将具有普通的氧化物半导体电极的电容器的特性在左方向上偏移。因此，可以利用等离子体处理增强该存储电容器在低电压区间中的电容特性。
图10A和图10B是例示了根据本公开的另一种实施方式的通过将光照射在氧化物半导体层上实现导电性增强原理的图。图11是例示了具有根据本公开的另一种实施方式的经光照射的氧化物半导体层的薄膜晶体管和具有普通氧化物半导体层的薄膜晶体管的电容特性的数据对照图表。
参照图10A、图10B和图11，当光被照射到氧化物半导体上时，在氧化物半导体中产生空位，并且载流子的密度变得更高。
因而，费米能级Ef基于价带被移向导带。据此，改进了经光照射的氧化物半导体的电流特性。
如图中所示，介于初始氧化物半导体中的费米能级和导带之间的能隙是大约0.54ev，但是介于经光照射的氧化物半导体中的费米能级Ef和导带之间的能隙是大约0.24ev。
图10B例示了经光照射的氧化物半导体和初始氧化物半导体在遮蔽光的黑暗状态下在50℃、60℃、70℃和80℃的温度下测量的电流特性。从图10B中可以看出，显而易见的是经光照射的氧化物半导体“□”可具有比未曝露于光的初始的氧化物半导体“○”更大的电流量。
经光照射的氧化物半导体可具有增强的导电性。因而，薄膜晶体管的***在第一栅极和第二栅极之间的氧化物半导体层可用作存储电极。
在这种情况下，薄膜晶体管的第一栅极和第二栅极可基于具有较好的导电性的存储电容器电极而彼此并联连接。因此，可增加具有氧化物半导体层的薄膜晶体管的电容。
从图11可以看出，显而易见的是具有经光照射的氧化物半导体层的薄膜晶体管的电容“★”变得比具有未曝露于光的初始的(或普通的)氧化物半导体层的普通的薄膜晶体管的电容“●”更大。
图12是示出了根据本公开的另一种实施方式的OLED装置中的存储电容器区域的并联结构的剖面图。
参照图12，本公开的OLED装置提供在像素区域中的存储电容器区域。如图6F所示，存储电容器Cst具有包括顺序地堆叠在基板300上的第一到第五存储电极401、502和403到405的结构。
第一栅极绝缘膜302和第二栅极绝缘膜303、层间绝缘膜307和钝化膜308***在第一到第五存储电极401、502和403到405之间。
据此，第一子存储电容C1形成在第一存储电极401和第二存储电极502之间。而且，第二子存储电容C2形成在第二存储电极502和第三存储电极403之间。而且，第三子存储电容C3形成在第三存储电极403和第四存储电极404之间。此外，第四子存储电容C4形成在第四存储电极404和第五存储电极405之间。
以这种方式，第一子存储电容C1到第四子存储电容C4在等效电路中彼此并联地连接。因而，根据本公开的OLED装置的存储电容Cst可变成第一子存储电容C1到第四子存储电容C4之和。而且，尽管第二存储电极502是由氧化物半导体形成的，但是第二存储电极502可通过光照射处理或等离子体处理而具有改进的导电性。因此，本公开的存储电容器可稳定地确保大的存储电容。
因而，尽管本公开的存储电容器区域被限定在与相关技术相同的面积中，但是本公开的存储电容Cst可获得与四个子存储电容器之和相对应的大的存储电容。据此，可以提高数据信号的充电特性。
而且，尽管根据本公开的OLED装置的存储电容器区域被限定为比相关技术的更窄，但是可以获得大的存储电容Cst。据此，有机发光二极管区域可扩大。换言之，有机发光二极管区域的开口率可变得更大。
此外，本公开的OLED装置针对氧化物半导体图案执行光照射处理或等离子体处理，以增强电极的导电性，其中，氧化物半导体图案被用于形成存储电容器的电极。因此，该存储电容器可稳定地确保期望的存储电容。
尽管已经参照多个示例性的示例描述了实施方式，但是应当理解的是，能够由本领域技术人员想出的大量其他修改和实施方式将落入本公开的原理的精神和范围内。更具体地，可以在本公开、附图和所附权利要求书的范围内对主题组合方案的组成部件和／或布置作出各种变化和修改。除了组成部件和／或布置的变化和修改之外，替代使用对于本领域技术人员而言也是显而易见的。
本申请要求享有于2013年3月26日申请的第10-2013-0031852号韩国专利申请以及于2013年7月31日申请的第10-2013-0090778号韩国专利申请的优先权，在此援引该专利申请的全部内容作为参考。

Claims (20)

1.一种有机发光二级管显示装置，所述有机发光二级管显示装置包括：
扫描线、数据线和电源线，所述扫描线、数据线和电源线彼此交叉并且被布置为限定像素区域；
开关薄膜晶体管，所述开关薄膜晶体管被布置在所述扫描线和所述数据线的交叉处；
有机发光二极管，所述有机发光二极管被布置在所述像素区域中；
驱动薄膜晶体管，所述驱动薄膜晶体管被布置在所述电源线和所述有机发光二极管之间；以及
存储电容器，所述存储电容器被布置为临近所述有机发光二极管并被配置为充入由所述数据线施加的数据信号，
其中，所述存储电容器包括多个子存储电容器，在所述多个子存储电容器中多个存储电极被彼此交替地堆叠。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，所述有机发光二极管显示装置还包括感测薄膜晶体管，所述感测薄膜晶体管连接在所述驱动薄膜晶体管和所述有机发光二极管之间，所述感测薄膜晶体管被配置为控制所述驱动薄膜晶体管的接地状态。
3.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，其中，所述开关薄膜晶体管和所述驱动薄膜晶体管各自包括由氧化物半导体层形成的沟道层。
4.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，其中：
所述存储电容器包括第一存储电极、第二存储电极、第三存储电极、第四存储电极和第五存储电极；并且
所述子存储电容器包括形成在所述第一存储电极到所述第五存储电极之间的第一子存储电容器、第二子存储电容器、第三子存储电容器和第四子存储电容器。
5.根据权利要求4所述的有机发光二极管显示装置，其中
所述第一存储电极、所述第三存储电极和所述第五存储电极彼此电连接；
所述第二存储电极和所述第四存储电极彼此电连接；并且
所述第一子存储电容器到所述第四子存储电容器彼此并联连接。
6.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，其中，所述开关薄膜晶体管和所述驱动薄膜晶体管形成为双栅极结构，所述双栅极结构包括第一栅极和第二栅极，在所述第一栅极和所述第二栅极之间具有沟道层。
7.一种制造有机发光二极管显示装置的方法，该方法包括：
制备基板，在所述基板中限定了有机发光二极管区域和存储电容器区域；
在所述基板上形成第一栅极和第一存储电极；
在设置有所述第一栅极的所述基板上顺序地形成第一栅极绝缘膜和氧化物半导体层；
在所述第一栅极绝缘膜上形成与所述第一栅极相对的沟道层，并且在所述第一栅极绝缘膜上形成与所述第一存储电极相对的第二存储电极；
在设置有所述沟道层的所述基板上顺序地形成第二栅极绝缘膜和金属膜；
在所述第二栅极绝缘膜上形成与所述沟道层相对的第二栅极，并且在所述存储电容器区域中在所述第二栅极绝缘膜上形成与所述第二存储电极相对的第三存储电极；
在设置有所述第二栅极的所述基板上形成层间绝缘膜；
针对所述层间绝缘膜执行接触孔形成处理；
形成与所述沟道层电连接的源极和漏极，并且在所述层间绝缘膜上形成与所述第三存储电极相对的第四存储电极；
在设置有所述源极和漏极的所述基板上形成钝化膜；以及
在所述钝化膜上形成与所述第四存储电极相对的第五存储电极。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述沟道层由所述氧化物半导体层形成。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，形成所述第二栅极和所述第三存储电极的步骤包括：
湿法刻蚀处理，所述湿法刻蚀处理用于刻蚀所述金属膜以形成所述第二栅极和所述第三存储电极；以及
干法刻蚀处理，所述干法刻蚀处理用于对所述第二栅极和所述第三存储电极之下的所述第二栅极绝缘膜进行构图。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述干法刻蚀处理用于部分地移除所述第二栅极绝缘膜并能够使得在所述第二栅极之下的沟道层的一部分通过等离子气体变成导电的半导体图案。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述存储电容器区域包括所述第一存储电极到所述第五存储电极，并具有与形成在所述第一存储电极到所述第五存储电极之间的第一子存储电容器、第二子存储电容器、第三子存储电容器和第四子存储电容器的电容值之和相对应的电容值。
12.根据权利要求11所述的方法，其中
所述第一存储电极、所述第三存储电极和所述第五存储电极彼此电连接；
所述第二存储电极和所述第四存储电极彼此电连接；并且
所述第一子存储电容器到所述第四子存储电容器彼此并联连接。
13.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二存储电极由所述沟道层形成。
14.一种制造有机发光二极管显示装置的方法，该方法包括：
制备基板，在所述基板中定义了有机发光二极管区域和存储电容器区域；
在所述基板上形成第一栅极和第一存储电极；
在设置有所述第一栅极的所述基板上顺序地形成第一栅极绝缘膜和氧化物半导体层；
在所述第一栅极绝缘膜上形成与所述第一栅极相对的有源层，并且在所述第一栅极绝缘膜上形成与所述第一存储电极相对的有源图案；
在设置有所述有源层的所述基板上形成第二栅极绝缘膜；
在所述第二栅极绝缘膜上形成与所述有源层相对的遮蔽图案；
通过针对所述有源图案执行光照射处理和等离子处理中的一种来形成第二存储电极并提高所述有源图案的导电性；
在设置有所述第二栅极绝缘膜的所述基板上形成金属膜；
在所述第二栅极绝缘膜上形成与所述有源层相对的第二栅极，并且在所述存储电容器区域中在所述第二栅极绝缘膜上形成与所述第二存储电极相对的第三存储电极；
在设置有所述第二栅极的所述基板上形成层间绝缘膜；
针对所述层间绝缘膜执行接触孔形成处理；
形成与所述有源层电连接的源极和漏极，并且在所述层间绝缘膜上形成与所述第三存储电极相对的第四存储电极；
在设置有所述源极和漏极的所述基板上形成钝化膜；以及
在所述钝化膜上形成与所述第四存储电极相对的第五存储电极。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述有源层和所述第二存储电极由氧化物半导体形成。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第二栅极和所述第三存储电极的形成包括：
湿法刻蚀处理，所述湿法刻蚀处理用于刻蚀所述金属膜以形成所述第二栅极和所述第三存储电极；以及
干法刻蚀处理，所述干法刻蚀处理用于对在所述第二栅极和所述第三存储电极之下的所述第二栅极绝缘膜进行构图。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述干法刻蚀处理用于部分地移除所述第二栅极绝缘膜并能够使得在所述第二栅极绝缘膜之下的所述有源层的两侧边缘通过等离子气体变成导电的部分。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述存储电容器区域包括所述第一存储电极到所述第五存储电极，并具有与形成在所述第一存储电极到所述第五存储电极之间的第一子存储电容器、第二子存储电容器、第三子存储电容器和第四子存储电容器的电容值之和相对应的电容值。
19.根据权利要求18所述的方法，其中
所述第一存储电极、所述第三存储电极和所述第五存储电极彼此电连接；
所述第二存储电极和所述第四存储电极彼此电连接；并且
所述第一子存储电容器到所述第四子存储电容器彼此并联连接。
20.根据权利要求14所述的方法，其中，所述氧化物半导体层包括铟In、锌Zn、镓Ga以及铪Hf中的至少一种。
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