TWI286385B - Semiconductor device and mask for the manufacture of the semiconductor device - Google Patents

Description

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【發明所屬之技術領域】 &月係有關半v體裝置及半導體裝置製造用遮罩 凡$日有關有效發光面積之增加。 【先前技術】 P知，可作為平面顯示面板（Flat Display Panel)者 EL亓Ϊ Ϊ用有機電激發光（有機EL)元件之顯示面板。有機 V枯士糸以提供電流給設於陽極與陰極間之有機L層的方 "acmj EL層發光之自然光顯示元件’因不像液晶顯示器 - 而要背光源（BaCk 1 lght)，故可望成為今後平面顯 不反的主流。尤其，各像素中形成有開關（switching) =^，主動矩陣（Active Matrix)型的有機el顯示器，因 像素的顯示資料而可大畫面〖、高精密 相當被看好。 EL層，一般 於電路基 此種有機EL顯示器中，作為發光層之有機 係使用遮蔽罩（shadow mask)而藉由蒸錢法形成 第6圖中，係顯示習知的彩色有機EL顯示器丨的像素配 列模式圖。有機EL顯示器1，係由複數個像素u配置 陣狀而構成。各像素1 a具有薄膜電晶體等的開關元件，以 相當於列的閘極線及相當於行的資料線，驅動各像素的 關元件而使有機EL元件發光。R像素、（j傻去 η \ ,. _ % I、及Β像素係 任思配列，例如圖上所示，可將R像素、G像素、 置（條狀配列）於直線上（行上）。 ^ 第7圖，係顯示第6圖中像素1 a之詳细伞；固 ^ π、、、田十面圖，第8圖 (a)、（b)’各顯示第7圖中之A - Α剖面及r丨 υ β刮面。兩圖

1286385 雜 91104103 θς年g月日 修正 五、發明說明（2) 中，延伸於列方向的閘極線5 i與延伸於行方向的資料線52 所包圍的區域係一個像素區域1 a，其中形成有：n通道薄 膜電晶體13、輔助電各70、p通道薄膜電晶體4 2，並且設

有透過汲極電極43d與薄膜電晶體42的汲極連接之有機EL 元件6 5。另外，薄膜電晶體4 2的源極透過源極電極4 3 s與 電源線53連接。 w 薄膜電晶體13的主動層9,係形成為在從閘極線“突 出的閘極電極1 1下面穿過兩次的圖案，而成為雙閘極的構 造。薄膜電晶體13的汲極係透過汲極電極16而連接於資料 線*5 2,源極係透過輔助電容7〇及橋型（bridge)構造而連接 於薄膜電晶體42的閘極4卜輔助電容7〇係由連接於電源 Vsc的SC線54和與主動層9為一體的電極55所構成。 ^述，薄膜電晶體42的&極係連接於有機el元件 60。有機EL兀件6 0係由：於薄膜電晶體13、42上方的平坦 化絕緣膜1 7上之各像夸合別带& & / f 1*厗$久庶丰此、s 、別开〆成的％極（透明電極）61、於 取上層之各像素共通所形成的陰極（金 =二陰:'，.之有機層65共同構成。陽二 極61側依序層積電洞傳輸声62、機層65係以伙陽 層“的方式構成。有層63、電子傳輸 (,u, na〇r i d〇ne J BeBq2 ^ ^ ^ 〇 板3上。亦即美柘/、的構成要素，係全部層積形成於基 板ό上 亦即，基板3 1286385 五、發明說明（3) 形成圖案。然後’半導體層9上隔著閘極氧化膜丨2而形 閘極11、4卜閘極H、4丨上形成層間絕緣膜15，透過形 於孩層間絕緣膜1 5的接觸孔，陽極61與由多晶矽等 的主動層9連接。 取 又，為了於各像素分別形成之透明陽極6丨上形 EL元件60,最好如第9圖所示，將具有對應各像素的開口機 部2a之遮蔽罩2，用於各R像素、G像素、B像素，以基鍍 機發光層63。而且，因電流主要供應至陽極61與陰極66 挾之區域，故有機發光層63係定位於陽極6丨後而形成。 於此種構成中，選擇訊號一輸出至閘極線5 2， 涵，13即導通（ON)，此時輔助電容7〇按照施加於資線 的貧料訊號的電壓值而充電。薄膜電晶體42的閘極接 充於此辅助電容70中之電荷而定的電壓，控制從電源 供給到有機EL元件的電流，有機EL元件於是以 受的電流之亮度而發光。 了應於所接 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 23之^ 以如第9圖所示之具備有對應各像素的開口部 遮罩2瘵鍍形成有機發光層63時，會因開口部 之遮蔽效應（shadowing)使有機發光層63的厚度不均σ， 而造成無法獲得均勻發光特性的問題。 第1 〇圖係顯示遮罩2的部分擴大圖。遮罩2的開口 2a，如上述係為了定位於各像素的陽極6ι上而陽 fi 1 —致的报此 ，》 y月乂興陽極 機發光m從固定於預定位置的蒸鑛源蒸發的有 k。/、、、、而，位於圖中Z方向的有機發光層6 3的 1286385 j號 91104103

五、發明說明（4) ，厚’如第1 1圖所示，於中央1 〇 〇約略均勻一致，於開口 部2 a的端部1 〇 2因遮蔽效應，其膜厚比中央略小。如此 ，勻一致化的膜厚，會導致發光不均勻或者 減少的問題。 私尤面積 日本發明係鑑於上述習知技術的問題所研發者，其目 在提供一種能夠使各像素發光並增加有效發光面積的丰道 體裝置及半導體裝置製造用遮罩。 、 ^ [解決問題之手段] 電桎：ίΐ上述…本發明半導體裝置係將複數個第1 而播=電極間具有有機EL發光層之像素配置成矩陣狀 一 其中’前述第1電極或第2電極的至少盆中之—孫 ΪίΪΪ各像素，冑述有冑職光層係、於複數個前述像+ 中鄰接的像素間共通化。 』k爆素 同色2辛：的像素可設為同色1色時，以前述 义、f古ί f 線狀鄰接配置，前述有機EL發光層係於 月:述f線狀鄰接配置的像素間共通化為佳。再者，同色 ::Ϊ:i Γ像素係以鋸齒狀鄰接配置，前述有機珊 先層係於鋸齒狀鄰接配置的像素間共通化亦可。 中之f述同色的像素可為R像素' G像素、B像素的至少其 本裝置中’前述有機EL發光層可包括有機電激發光 lectroluminescence)(有機 EL)材 由 構成有機EL顯示器。 何卄糟由此材枓而可 光乂 ίί於ir月的半導體裝置中，並不是將有機财 _ά乃^ 像素中，而是設為於鄰接像素間共通化或 1286385 五、發明說明（5) 一體化。因將有機E L發光層設為共通，即不須逐一形成於 各像素’因此也不必使用對應各像素的遮蔽罩，而可除去 遮罩開口部的端部所產生的遮蔽效應，使有機EL發光層膜 厚均勻一致，並使有機EL發光層中流動的電流強度均一 化，且能^增加有效發光面積。此時，因於各像素中形成第 丄電極或第2電極的其中之一，即使有機姆光層於鄰接像 =間共通化，實際電流所流通處僅有於第1電極與第2電極 4::的η:故仍可控制各像素的發光。第1電極與第2 丨係陽極與陰極，例如可於各像素形成陽 °而於各像素間形成共通的陰極。 I有機：L:光提供用以製造上述半導體裝置的前述 |有機ία發光層形成用遮罩。 ^ 丨素中鄰接之像素間共通°口邻，笋：有Τ前述複數個像 I有機EL發光層之材料通過以= 7 述開口部使前述 根據本發明之遮罩=機EL發光層。 丨比，除去鄰接像素間的開口、部端4應=素：開口部相 |發光層的膜厚均勻i、致。以成的遮蔽效應，而使得有機EL 實施方式】 以下，依據圖式，以有機EL顯干哭达 |之實施形態。 ’、、时為例，說明本發明 第1圖，係顯示本實施形離 |遮蔽罩2的結構。於習知技術中，^ '有機發光層6 3的 離散的開口部2a，但本實施 ，；有對應於各像素之 通之開口部2a。具體而+ ―心於#接畫素間具有共 I_:而5 ’ μ於某種顏色，例如紅色之 第10頁 313410 修正本.ptc 1286385 修正 -------錄 9imm_diJL· 沒 五、發明說明（6) β像素S守’蹄素群係配置於行方 :像素的開口部2a也配置於行方向的直直線線上’因用以形成 素間的開口部2a共通化，結果得 ，·、良上，使得鄰接像 二。開口部2a的寬度對應於一個像線條狀開口部 1共通化的像素數目而定。亦即，齟=見度，其長度則依 丨光層63共通化3夺，其長度 接2個像素的有機發 像素長x η。圖中，蔣杆方6沾入，、通化時，其長度則設為 於行方6沾 、 σ的王部像素設為k，岸使配詈 「仃方向的全部像素之有機發光 广/應使配置 為像素長X k。條狀開口部2瞒 心々二7，則長度設 1色像素間距相等。诚s ^ Z (Pltch)與列方向的同 G像素用：二R;=的厚度與習知技術相同為5 0"。 |成線條狀；"罩或B像素用的遮罩也相同，可將開口部2- 的有遮，而分別形成r像素 光層63 %素的有機發光層63、B像素的有機發 = 如/平=示^罩2形成有機發光層 <示於W ㈣面。另外，為方便說明而於圖中 I貝丁 π仃方向鄰接的2個同色像素。 薄膜電2 ^ f 9約略與第7圖相同，-個像素中形成有 I連接於Ϊ料線W 助電容70。薄膜電晶體13的沒極 7 0# —、4 I ，專膜電晶體13的源極係連接於輔助電容 膜電曰f 1 2 ^ ’同時連接於薄膜電晶體42的閘極，而薄 膜電晶體^^極則連接於問極線51。再者，薄膜電晶體 313410 修正本.ptc 第11頁 1286385 月 曰 修正 皇號911041肋 五、發明說明（7) 、原極連接於電源線5 3，汲極則連接於透明的陽極6卜 ^ί，本實施形態中於陽極61上形成有機EL元件65之 =機_ ^ =如第1圖所示具有條狀開口部2a的遮罩2，使得 $成^ ί二不只是形成於一個像素的61陽極上，而是一體 ‘於資;U鄰接像素的全區域’更詳細地說，係-體形 古你4、目冰52與電源線53所挾的行區域中。第2圖中，為 :3見將有機發光層63的形成區域以斜線表#。不僅形 = 素的陽極61上，也形成於薄膜電晶體"、42及 6 2、電^值0私^極線5 1上。因此，第3圖（a )中電洞傳輸層 第<^(^^崩曰64、陰極66上也同樣形成有機發光層63， ==圖。（1〇中有機發光層63延伸至薄膜電晶體42的源極43s 3的二Ϊ 考用之第4圖係以斜線顯示習知的有機發光層 士 η ^善區域。以往，僅形成於一個像素的陽極6 1上，從 此圖可看出與本實施形態的明顯差異。 庐狀如ΐ述，本實施形態中’因將遮罩2的開口部2a形成 :部ί像素中的有機發光層63共通化，使得開 我户—鸲部鄰接像素的交界面，或陽極61的交界面變 ，因此蒸鍍形成有機發光層63時，即沒有端部所 ^ ^ =遮敝效應，而使行方向上有機發光層63的膜厚可均 ，本實施形態中，如第2圖所示有機發光層63也 声63之體A 42及辅助電容7〇上，但因有機發光 二6 3之阻率馬’電流僅流通於陽極61與陰極“所挾的部 刀間，/、習知技術相同僅於陽極61上發光，亦即只於各像 第12頁 313410 修正本.ptc 1286385

案號 911041(^ 五、發明說明（8) 素發光 以上’已說明本發明之實施形態，但本發明並不限定 於此，而可有各種形式之變更。 例如’本實施形態中說明了同色像素以直線狀配置於 行方向時之情形，也同樣適用於三角配列時以鋸齒狀配置 同色像素於行方向的情形等。第5圖中，顯示此時的遮罩 2 °對應於同色像素的配置，開口部2a也於行方向形成鋸 齒狀。藉由使用該遮罩2，使在以鋸齒狀鄰接之同色像素 間的有機發光層6 3共通化，而使得有機發光層6 3的陽極6 i 上的膜厚能多句均勻-致。 ★ 再者’雖已說明本實施形態中藉由蒸鍍法形成有機發 光層63的情形，但利用噴墨印刷法（Ink Ject)形成的情 形’也同樣可使用如第1圖所示之遮罩2 (此情形中的功能 係作為使墨汁（i nk)滴進限定區域的框），使有機發光層6 3 共通化。 ^ ’於―片大型基板上同時形成數個面板的多面擷取 方式日寸’可如第1圖所示於各面板上使用遮罩2。 [發明之功效] 如以上說明，依據本發明以將有機el發光層共通化的 方式可使有機EL發光層的膜厚均勻一致。藉此，可抑止 毛光不均勻’並增加有效發光面積。 1286385索號·棚在“以曰條正 圖式簡單說明 【圖 式 簡單說明】 第 1圖 係本實施形態的遮罩 平面圖 0 第 2圖 係本實施形態的半導 體裝置 的 平面圖 〇 第 3圖 之（a)係第2圖之A-A剖面圖， (b)係第 2圖 之 B-B 剖面 圖 〇 第 4圖 係習知的半導體裝置 的平面 圖 〇 第 5圖 係其他實施形態的遮 罩平面 圖 〇 第 6圖 係像素配列說明圖。 第 7圖 係習知的半導體裝置 的平面 圖 〇 第 8圖 之（a)係第7圖之A-A剖面圖， (b)係第 7圖 之 B-B 剖面 圖 0 第 9圖 係習知的遮罩說明圖 〇 第 1 0圖係習知的遮罩之部分擴大圖 〇 第 1 1圖係習知的有機發光層 ，的膜厚分布說明 圖 〇 【主 要 元件符號說明】 1 有機EL顯示器 la 像素區 域 2 遮罩 2a 開口部 3 基板 9 主動層 1 1 > 41 閘極 12 閘極氧 化 膜 13 η通道薄膜電晶體 15 層間絕 緣 膜 16> 43d 沒極 17 平坦化 絕 緣 膜 42 Ρ通道薄膜電晶體 43s 源極電 極 51 閘極線 52 資料線 53 電源線 54 SC線

313410 修正本.ptc 第14頁 1286385 案號 91104103 〇 3月{曰 修正 圖式簡單說明 55 電極 60 有機EL元件 61 陽極 62 電洞傳輸層 63 有機發光層 64 電子傳輸層 65 有機層 66 陰極 70 輔助電容 100 中央 102 端部 Vsc 電源

313410 修正本,ptc 第15頁

Claims (1)

1. .:，半導體裝置，其係將複數個第 :有有機EL發光層之像素配置成矩狀而、弟2電極間 中， 干狀而構成，其 别述第1電極或第2電極的至少 述各像素， 具中之一係設於前 鈉述有機EL發光層係於複婁文個前 通化、且前述鄰接的像素固二J素中鄰接的 2·如申#專利範圍第丨項之半導體裝置， 二 的像素係以直線狀鄰接配置， 一中，丽述同色 :述有機EL發光層係於前述直 素間共通化。 队W接配置的像 3.如申請專利範圍第丨項之半導體裝置，立 ^ 的像素係以鋸齒狀鄰接配置， "中，别述同色 前述有機EL發光層係於鋸齒狀鄰 共通化。 受配置的像素間 4·如申請專利範圍第1至3項中任一項之 中，前述同色的像素係為R像素、G 傻、置’其 其中之一。 豕素、素的至少 5· —種半導體裝置製造用遮罩，係用以製 主 圍第1至3項中任一項所述的半導 ^利範 發光層形成用遮罩， ¥體裝置之别述有機EL 部，具有於前述複數個像素中鄰接像素間共通之開口 藉由前述開口部使前述有機光居之 θ 何料通過

   313410 修正本.ptc 第16頁 1286385 案號 91104103 年$月 曰 修正 六、申請專利範圍 而形成前述有機EL發光層 第17頁 313410 修正本.ptc 1286385 --案號 91104103_βς 年 3 月丨S 曰__fjL 四、中文發明摘要（發明名稱··半導體裝置及半導體裝置製造用遮罩） 本發 明 提供一 種 半 導體裝 置 及半 導 體 裝 置 製 造用遮 罩， 於有 機 EL顯示 器 中 ，使有 機 發光 層 的 膜 厚 均 勻一致， 並增 加其 有 效發光 面 積 0 有機 EL顯示器 的 各 像素上 形 成陽 極 61及 共 通 陰極，以 薄膜 電晶 體 1 3、4 2進 行 開關切 換 ，使 陽 極 61及 陰 極間通 電， 而令 有 機EL元 件 發 光。有 機 EL元 件 係 由 電 洞 傳輸層、 有機 發光 層 及電子 傳 層所構 成 。以 矩 陣 狀 配 置 的數個像 素中 ，於 鄰 接的同 色 像 素上使 有〕 機發 光 層 共 通 化 (斜線部 分）· 3藉由共通化， ’可防止蒸鍍時 :遮蔽罩端部之有機發光 層的 膜厚 減 少，使 陽 極 6 1上的 有; 機發 光 層 的 膜 厚 i句 — 〇 代表 圖： 第 2圖 1卜 41 閘 極 13 η通 道 薄 膜 電 晶 體 16^ 43d 汲 極 42 Ρ通 道 薄 膜 電 晶 體 43s 源 極電極 51 閘極線 六、英文發明摘要（發明名稱：SEMICONDUCTOR DEVICE AND MASK FOR THE MANUFACTURE OF THE SEMICONDUCTOR DEVICE) This invention provides a semi conductor device, such as an organic electroluminescence (EL) display, and a mask for the manufacture of the semi conductor device. Each pixel of the organic EL display is formed with an anode 61 and a common cathode for every pixels· The organic EL element in a pixel illuminates while thin film transistors 13， 42 are switched ON making a

   313410 修正本.ptc 第2頁 1286385 ----塞號 91104103_4 ^ 年 2 月 i Γ 曰_ 四、中文發明摘要（發明名稱：半導體裝置及半導體裝置製造用遮罩） 52 資料線 53 電源線 54 SC線 55 電極 61 陽極 70 輔助電容 六、英文發明摘要（發明名稱：SEMICONDUCTOR DEVICE AND MASK FOR THE MANUFACTURE OF THE SEMICONDUCTOR DEVICE) current flows between the anode 61 and the cathode. The organic EL element comprises a hole transporting layer, an organic illuminating layer and an electron transporting layer. In a plurality of pixels arranged in matrix form, the same color pixels connected to each other have a common organic illuminating layer (the shadow portion in drawing) so as to prevent the thickness reduction

   313410 修正本.ptc 第3頁