TWI377675B - Organic thin film transistor array panel and manufacturing method thereof - Google Patents
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上377675 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於有機薄膜電晶體陣列面板及一種用於製造 此等面板之方法。 、 【先前技術】 有機薄膜電晶體（OTFT)正有力地發展以用作下一代顯示 襞置中之驅動元件。 ^ 〇TFT包括一有機活性層而非一無機半導體（諸如Si)。詳 言之，由於有機絕緣材料可不難以纖維或薄膜之形式在低 溫下藉由旋塗或真空蒸鑛沉積，所以OTFT被視為可挽性 顯示裝置中之重要組件。 然而，有機活性層對過程條件非常敏感，且0TFT具有 需加以改良之其它特徵。 【發明内容】 1根艨本發明之一實施例之有機薄膜電晶體陣列面板 包括：一基板；一安置於該基板上之資料線；一安置於該 資料線上且具有一曝露該資料線之接觸孔的絕緣層；一安 置於該絕緣層上且經由該接觸孔連接至該資料線之第一電 極；一安置於該絕緣層上之第二電極；— 又夏％琢第一電 極及該第二電極上之有機半導體；_安置於該有機半導體 上之閘極絕緣體；及-安置於該問極絕緣體上之閘電極。 該有機薄膜電晶體陣列面板可進—步包括封閉該有機半 導體之-絕緣材料層。該絕緣材料層亦可封閉該間極絕緣 體且可包括-絕緣有機材料1堆層可具有_曝露該第二 107983.doc 1377675 電極之一部分的開口 β 有機半導體可包括聚伸噻吩基乙烯、裳 上 务t噻吩、聚3-己 基嗟吩或可溶性幷五苯。 閘極絕緣體可包括含氟之碳氫化合物、 亞胺。 衣乙烯醇或聚醯 層間絕緣層可包括一氮化矽薄膜及一有機薄膜。 有機薄膜電晶體陣列面板可進一步包 _ _ . 枯—安置於該半導 • 體下面之導電性光阻斷構件。 有機薄膜電晶體陣列面板可進一步自 極上之純化構件。 括—安置於該閉電 有機薄膜電晶體陣列面板可進一步包. ,,-匕枯安置於該基 板上之儲存連接件；及一安置於與閉極線相同之層上 接至該儲存達接件的儲存電極線。 一種製造根據本發明之一實施例 .貫狍例之有機溥膜電晶體陣列 面板的方法包括：形成資斜结. 算…科線，將-層間絕緣層沉積於該 、科線之上’在泫層間絕緣層中 办成曝露該等資料線之 。刀、接觸孔，形成經由該等接觸孔電連接至該等資料線 的源電極及包括汲電極之 ,75 Φ k 京電極，形成一具有曝露該等 源電極與該等汲電極之一 〇P刀的第一開口的第二絕緣層； 在。亥等第一開口中形成右擁 珉有機+導體；在該等第一開口中之 有機半導體上形成閘極絕緣體. 成閘電極。 體，及在该專閘極絕緣體上形 有機半導體可藉由喷墨印刷而形成。 該等有機半導體可藉由ep β，丨_ λ 稽由印刷溶解於溶劑中之有機半導體 107983.doc 1377675 材料且移除該溶劑而形成。 間極絕緣體之形成可包括嘴墨印刷。 第二絕緣層可進一步且右雨 一有曝路該專像素電極之部分的 二開口 〇 源電極與像素電極之形成可包括：在室溫下沉積_氧化 姻錫（ITO)層；及藉由微影與#刻來圖案化該ITO層。 IT0層之圖案化可使用-含有鹼性成份之蝕刻劑。 層間絕緣層之形成可台；·郴士、 % n t φ 卜 J巴祜.形成一氮化矽薄膜；及在該 氮化矽薄膜上形成一有機薄膜。 ^ X方法可進步包括：在該等閘電極上形成純化構件。 【實施方式】 本文中參照隨附圖式詳細描述了本發明，其中展示了本 發明之較佳實施例。然而，本發明可以許多不同形式體現 且不應理解為受限於本文闡述之實施例。類似數字在全文 中係指類似元件。 翁在°亥專圖式中’為清晰起見而誇示了層及區域之厚度。 類似數字在全文中係指類似元件。當諸如層、區域或基板 之元件被稱作位於另一元件"上”時，其可直接位於另一元 件上或亦可存在介入元件。相反，當一元件被稱作"直接 位於另一元件上”時，則不存在介入元件。 將參照圖1、2及3詳細描述用於根據本發明之一實施例 之液晶顯示器的有機TFT陣列面板。 圖1為根據本發明之一實施例之有機TFT陣列面板的布 局圖。圖2為圖丨中所示之有機TFT陣列面板沿線2_2，截取 107983.doc 1377675 的剖視圖。圖3為圖1中所示之有機TFT陣列面板沿線33, 截取的剖視圖。 有機TFT陣列面板包括：一顯示區域DA; 一設置於該顯 示區域DA周圍之襯墊區域PA;及一安置於該顯示區域〇八 與該襯墊區域PA之間的中間區域IA。 將包括複數個資料線171、複數個光阻斷構件174及一儲 存連接件178的複數個資料導體形成於一絕緣基板ιι〇(諸 如透明玻璃、聚矽氧或塑膠）上。 該等資料線171傳輸資料訊號且在顯示區域DA+大體上 在縱向方向上延伸。每一資料線171包括顯示區域da中之 複數個突出物Π3，且其到達襯墊區域pA以包括一具有一 用於接觸另-層或一外部驅動電路之大區域的末端部分 179。一用於產生資料訊號之資料驅動電路（未圊示）可安裝 於可撓性印刷電路（FPC)薄膜（未圖示）上，該資料驅動電路 可附者至基板110、直接安裝於基板110上或整合於基板 110上。該等資料線171可延伸以連接至一可整合於基板 110上之驅動電路。 將光阻斷構件174安置於顯示區KDA中。 儲存連接件178傳輸一預定電壓（諸如一通用電壓）且其 在中間區域IA中在縱向方向上延伸。 資料導體m、光阻斷構件m及儲存連接件178較佳由 包含A1或A1合金、Ag“g合金、AU或AU合金、〜或〜合 金、Mo 或 Mo合金、Cr、^ λ 或Τι之金屬製成β該等導體可 具有多層結構’包括具有不同物理特徵之兩個導電薄膜 107983.doc 1377675 (未圖示）。該等兩個薄膜中之—者較佳包含具有低電阻率 之金屬（諸如Al、Ag或Cu)以降低訊號延遲或電壓降落。另 一薄膜較佳包含諸如MG、Cr、T“Ti之材料，其具有與其 它材料（諸如氧化銦錫（IT0)或氧化銦鋅（IZ〇))良好之物 理、化學及電接觸特徵或具有與基板11〇良好之黏著。該 等兩個薄膜之組合之實例為一下層Cr薄膜與一上層ai(合 金）薄膜及一下層AK合金）薄膜與一上層M〇(合金）薄膜。注 φ思，導體171、174及178可由各種其它金屬或導體製成。 該等導體171、174及178具有傾斜之邊緣輪廓且傾斜角 在約30-80度之間。 將一包括下層絕緣薄膜與上層絕緣薄膜16〇p&16〇q之層 間絕緣層160形成於導體171 ' 174及178上。該下層絕緣薄 膜160p可由無機絕緣體（諸如氮化矽（siNx)與氧化矽 (SiOx))製成。上層絕緣薄膜16〇q可由具有好耐久性（諸如 聚丙烯、聚醯亞胺及笨幷環丁烯（BCB; CicH8))之有機絕 •緣體製成。可省略下層絕緣薄膜或上層絕緣薄膜160p或 1 60q ° 層間絕緣層1 60具有曝露資料線m之末端部分1 79的複 數個接觸孔162、曝露資料線171之突出物ι73的複數個接 觸孔163及曝露儲存連接件ι78之複數個接觸孔168。 將複數個源電極193、複數個像素電極190及複數個接觸 助件82形成於層間絕緣層16〇上。將源電極193及像素電極 190安置於顯示區域〇入上，且將接觸助件82安置於襯墊區 域PA上。其較佳由IT〇(尤其是非晶系IT〇)製成。然而，其 107983；doc -10- 1377675 可為其它透明導體（諸如IZO)或反射導體（諸如Ag ' A1、 或其合金）》 源電極193經由接觸孔163而電連接至資料線丨7 J。 母一像素電極190包括一關於閘電極124而與源電極 相對安置的部分195。將像素電極之此部分稱為汲電極。 汲電極195及源電極193具有彼此面對之蜿蜒蛇形邊緣。該 等邊緣可彼此分開一距離，該距離對於每對汲電極_源電/ 極大體上保持恆定《像素電極19〇重疊閘極線121與資料線 1 71以增加孔徑比。 接觸助件82經由接觸孔162而連接至資料線171之末端部 分17^該等接觸助件82保護末端部分179且增強末端部分 179與外部裝置之間的黏著。 將材料140之一絕緣層形成於顯示區域DA中之源電極 193與像素電極190上。材料14〇之絕緣層具有複數個開口 144,該等開口144曝露源電極193與汲電極195之部分，包 括源電極193與汲電極195之反向婉挺蛇形邊緣。材料14〇 之絕緣層亦具有曝露像素電極19〇之大部分的複數個開口 145 ° 材料14 0之絕緣層較佳由感光有機材料（諸如聚丙稀或聚 醯亞胺）製成，且具有約1_3微米之厚度。 將複數個有機半導體島狀物154置放於材料14〇之絕緣層 的開口 144中。將閉電極124安置於光阻斷構件174上方之 有機半導體島狀物154上。該等島狀物154接觸源電極193 與汲電極195。 107983.doc 1377675 有機半導體島狀物154可包括可溶性有機化合物’諸如 聚伸噻吩基乙烯、寡聚噻吩、聚3_己基噻吩及可溶性幷五 本。有機半導體島狀物154可藉由噴曷印刷而形成。有機 半導體島狀物154之厚度自約500A變化至約2,〇〇〇A » 將複數個閘極絕緣體146形成於有機半導體島狀物154 上且其與有機半導體島狀物154 —起被限定於該等開口 144中。該等閘極絕緣體丨46較佳由有機絕緣體（諸如包括 氟之碳氫化合物、聚乙烯醇或聚醯亞胺）製成。該等絕緣 體可藉由噴墨印刷而形成。 由於有機半導體島狀物154被材料140之絕緣層與閘極絕 緣體146完全封閉，所以該等有機半導體島狀物154受保護 而免於後面之製造過程步驟中的損害。 將包括間極線12 1、儲存電極線！ 3 j之複數個閘極導體形 成於絕緣層14 〇與閘極絕緣體14 6上。
忒等閘極線121傳輸閘極訊號且在顯示區域DA中大體上 在橫向方向上延伸。每一閘極線121包括朝汲電極及源電 極突出的複數個閘電極i 24。該等‘閘極線i 2 i經由中間區域 IA到達襯墊區域PA，且包括一具有—用於與另一層或—外 邛驅動電路接觸之大區域的末端部分一用於產生閘 極訊號之閘極驅動電路(未圖示)可安裝於Fpc薄膜(未圖示) 上，該間極驅動電路可附著至基板11〇、直接安裝於基板 110上或整合於基板110上。該等閘極線121可延伸以連接 至一可整合於基板110上之驅動電路。 每一儲存電極 該等儲存電極線131供應有一預定電壓 J07983.doc 1377675 線丨31包括一杯狀物、複數個儲存電極i33及一末端部分 8將每一儲存電極線131安置於兩個鄰近閘極線121之 間》 該桿狀物大體上平行於閘極線丨2丨自顯示區域D A延伸至 十間區域! A。該桿狀物更靠近兩個鄰近閘極線i 2 i之上 部。 將末端部分138安置於中間區域认甲，且其具有一大的 曝露區域以經由接觸孔168連接至儲存連接件178。 每儲存電極133自顯示區域DA申之桿狀物分支。每一 储存電極U3具有與該桿狀物一起封閉一長方形區域的三 個側面。庄思’儲存電極線13 i可具有各種形狀及排列。 閘極線121及儲存電極線1S1可由與導體m及178 相同之材料製成。 閘極線121與儲存電極線13 1之側面相S於基板110之表 面傾斜，且其傾斜角自約30度變化至80度。 間電極1 24源、電極！ 93、汲電極j %及有機半導體島狀 物⑸形成-有機咖Q。該爪狀有一形成於有機半導 體島狀物154中中畜、音，甘 γ γ之通道，其中該有機半導體島狀物154安 置於源電極193與汲電極195之間。 像素電極190自有機TFTQ接收資料電遷且結合-供應有 通用電麼之反向顯示面板（未圖示）的共用電極（未圖示）而 產生電％ ’其判定了安置於兩個電極之間的液晶層（未圖 不)中之液BB分子(未圖示)的定向。像素電極190與共用電 極形成-稱為"液晶電容器，，之電容器，其甚至可在有機 107983.doc •13- 1377675 TFT切斷之後儲存施加電壓。 安置於有機半導體島狀物154下方的光阻斷構件174阻斷 入射光以防止由光引起之電流洩漏。 將複數個鈍化構件180以條紋形成於閘極導體121與儲存 電極線131上。該等鈍化構件18〇延伸至中間區域^，且可 具有一平坦之頂表面。鈍化構件18〇較佳由無機或有機絕 緣體製成。無機絕緣體之實例包括氮化矽及氧化矽。有機 ^絕緣體可為感光性絕緣體且具有小於約4.0之介電常數。 現在，將參照圖4-15Β及圖丨_3詳細描述一種根據本發明 之一實施例用於製造圖1·3中所示之TFT陣列面板的方法。 圖4、6、8、10、12及14為根據本發明在中間製造步驟 期間圖1 -3中所示之有機TFT陣列面板的布局圖。圖5八及 5B為圖4中所示之TFT陣列面板沿線5A-5A，及5B-5B·截取的 剖視圖。圖7A及7B為圖6中所示之TFT陣列面板沿線7八_ 7A’及7B-7B’戴取的剖視圖。圖9A及9B為圖8中所示之tft • 陣列面板沿線9A-9A'及9B-9B'截取的剖視圖。圖11A及11B 為圖10中所示之TFT陣列面板沿線11A-11A'及1 IB-11B'截 取的剖視圖。圖13A及13B為圖12中所示之TFT陣列面板沿 線13A-13A，及13B_13B，截取的剖視圖。圖15八及15；6為圖14 中所示之丁？!'陣列面板沿線15八-15八'及156-158，截取的剖 視圖。 參看圖4-5B，藉由使用濺鍍等將一導電層沉積於基板 110上且藉由微影及蝕刻將該導電層圖案化以形成包括突 出物173及末端部分179的複數個資料線17丨、複數個光阻 107983.doc 14 1377675 斷構件174及儲存連接件178。 參看圖6-7Β ’沉積一包括下層絕緣薄膜及上層絕緣薄膜 1 60ρ及1 60q的層間絕緣層160。下層絕緣薄膜ΐ60ρ可由無 機材料製成’且可藉由化學氣相沈積（CVD)等沉積。上層 絕緣薄膜160q可由感光有機材料製成且藉由（例如）旋塗沉 積0 接著使上層絕緣薄膜160q經受曝光及顯影以形成複數個 接觸孔162、1 63及168之上壁。此後’將上層絕緣薄膜 1 60q用作蝕刻遮罩來乾式蝕刻下層絕緣薄膜丨6〇p以完成接 觸孔 162、163及 168。 參看圖8-9B ’將一非晶系IT0層沉積於上層絕緣薄膜 160q上且藉由微影將其圖案化並使用一蝕刻劑進行濕式钕 刻以形成複數個源電極193、包括汲電極195之複數個像素 電極190及複數個接觸助件82。 該非晶系ITO層之沉積可在低於約8〇。〇之溫度下執行，較 佳在室溫下執行。用於非晶系IT0層之蝕刻劑可包括—含 有胺（ΝΗ2)之弱鹼性蝕刻劑以減少在層間絕緣層！ 6〇上之損 害。視情況，可執行退火以將非晶系ΙΤ〇轉換為結晶ΙΤ(^ 參看圖10-11B，對-具有約卜3微米之厚度的感光絕緣 層加以（旋塗）塗佈，且將其曝光並顯影以形成材料14〇之絕 緣層’其具有曝露源電極193、汲電極丨95之部分的複數個 開口 144及曝露像素電極19〇之大部分的複數個開口 145。 體 參看圖12-13B，藉由噴墨印刷溶解於溶劑中之有機半導 材料接著在約5(M5(TC之溫度下進行熱處理以移除該溶 I07983.doc 15 1377675 劑而將複數個有機半導體島狀物154形成於該等開口 i44 中。 接著’藉由喷墨印刷溶解於溶劑中之有機絕緣材料接著 在約100-250。〇之溫度下進行熱處理以移除該溶劑而將複 數個閘極絕緣體146形成於開口 144中之有機半導體島狀物 154 上。 以此方式，有機半導體島狀物丨54被材料14〇之絕緣層與 閘極絕緣體H6完全封閉，使得有機半導體島狀物154受保 護而免於後面之過程步驟中的損害。另外，閘極絕緣體 144及有機半導體島狀物154之喷墨沉積改良了有機中 之通道的表面特徵。 參看圖14-1 5B，將一導電層沉積於材料14〇之絕緣層及 問極絕緣體146上。藉由微影及㈣來圖案化該導電層以 形成具有閘電極124與末端部分129之複數個閘極線121及 八有儲存電極13 3與末端部分13 8的複數個儲存電極線 1儲存電極線1 3 1之末端部分13 8經由接觸孔1 6 8而連接 至儲存連接件178。 最後，將一絕緣層沉積並圖案化以形成如圖丨_3所示之 複數個鈍化構件1 8 〇。 本發明可用於包括LCD或OLED顯示器之任意顯示裝置 中。 儘官上文已詳細描述了本發明之較佳實施例，但應清楚 地瞭解，熟習此項技術者可顯而易見的對本文所教示之基 本發明性概念的許多改變及/或修改將仍在由附加之申請 107983.doc -16- 1377675 專利範圍所界定的本發明之精神及範疇内。 【圖式簡單說明】 圖1為根據本發明之一實施例之有機TFT陣列面板的布 局圖； 圖2為圖所示之有機tft陣列面板沿線2_2’截取的剖 視圖； 圖3為圖1中所示之有機TFT陣列面板沿線3_3，截取的剖 視圖； •圖4、ό、8 ' 1〇、12及14為在根據本發明之一實施例之 其製造方法的中間步驟期間圖1_3中所示之有機TFT陣列面 板的布局圖； 圖5A及5B為圖4中所示之TFT陣列面板沿線5A-5A，及5B-5 B1截取的剖視圖； 圖7A及7B為圖6中所示之TFT陣列面板沿線7A-7A，及7B-7B·截取的剖視圖； 圖9A及9B為圖8中所示之TFT陣列面板沿線9A-9A'及9B-• 9B1截取的剖視圖； 圖11A及11B為圖1〇中所示之TFT陣列面板沿線j〗A_】〗A， 及1 IB-11B’截取的剖視圖； 圖13A及13B為圖12中所示之τρτ陣列面板沿線13A-13A’ 及13B-13B’截取的剖視圖；且 圖15A及15B為圖I4中所示之TFT陣列面板沿線15A-15A， 及15B-15B’截取的剖視圖。 【主要元件符號說明】 81，82 接觸助件 107983.doc 1377675
110 絕緣基板 121， 129 閘極線 124 閘電極 131， 138 儲存電極線 140 絕緣堆層 144, 145 開口 146 閘極絕緣體 154 半導體 160, 160p,160q 層間絕緣層 162, 163, 168 接觸孔 171， 173, 179 資料線 174 光阻斷構件 178 儲存連接件 180 純化層 181 接觸孔 190 像素電極 193 源電極 195 汲電極 DA 顯示區域 ΙΑ 中間區域 PA 襯墊區域 Q OTFT 107983.doc -18-
Claims (1)
- 申請專利範圍： 第095101891號專利申請案 中文申請專 一種有機薄膜電晶體陣列面板，其包^ 一基板； 一安置於該基板上之資料線； 一安置於該資料線上且具有一曝露該資料線之接觸孔 的絕緣層； 一安置於該絕緣層上且經由該接觸孔連接至該資料線 之第一電極； 一安置於該絕緣層上之第二電極； 一安置於該該絕緣層、該第一電極及該第二電極上之 電絕緣㈣，該電絕緣材料具有具有曝露該第_電極及 該第一電極之一開口； 一戈·置於該第一電極及該第二電極上且安置於該開口 内且被該開口包含之有機半導體，該有機半導體具有由 該開口所定義之一外邊界； 女置於該有冑半導體上且安置於該開口内且被該開 3之閘極絕緣體，該閘極絕緣體具有由該開口所定 義之一外邊界；及 一安置於該閘極絕緣體上之閘電極。 2. 如凊求項1之有機薄膜電晶體陣列面板，其中該電絕緣 材料包含一絕緣有機材料。 3. 求項1之有機薄模電晶體陣列面板，其中該有機半 包含聚伸售吩基乙稀、寡聚售吩、聚3-己基售吩或 可溶性幷五苯。 107983-1010719.doc 4. 如請求項1之有機薄膜電晶體陣列面板，其中該閘極絕 緣體包含一含氟之碳氫化合物、聚乙烯醇或聚醯亞胺。 如請求項1之有機薄膜電晶體陣列面板，其中該層間絕 緣層包含一氮化矽薄膜及一有機薄膜。 '如請求項1之有機薄膜電晶體陣列面板，其進一步包含 〜安置於該有機半導體之下的光阻斷構件。 7 • ^請求項6之有機薄膜電晶體陣列面板，其中該光阻斷 構件係導電的。 g ' ^請求項1之有機薄膜電晶體陣列面板，其進一步包含 〜安置於該閘電極上之鈍化構件。 ' 請求項1之有機薄膜電晶體陣列面板，其進一步包 含： —安置於該基板上之儲存連接件；及 —安置於與該閘極線相同之層上且連接至該儲存連接 件的儲存電極線。 10.—種薄膜電晶體，其包含： —基板； 位於該基板上之導體； 安置於該導體及該基板上之第一絕緣層，其中該絕 緣層曝露該導體之一部分； 一連接至該導體之藉由該第一絕緣層而曝露的該部分 之第一電極； 一位於該第一絕緣層上之第二電極； 女置於該第一絕緣層上之第二絕緣層，該第一絕緣 ，〇7983-l〇l〇7I9.doc • 2 · 1377675 層及該第二絕緣層具有曝露該第一 一開口； 0月//日修正替換^ 電極及該第二電極之 11. 12. 13. 14. 15. 16. 其中該等邊緣之形狀為曲線 其中該等邊緣之形狀為婉蜒 一接觸該第一電極與該第二電極之有機半導體，該有 機半導體安置於該開口内且被該開口所包含，該有機半 導體具有由該開口所定義之一外邊界； -位於該有機半導體上且安置於該開口内且被該開口 包含之閘極絕緣體’該閘極絕緣體具有由該開口所定義 之一外邊界；及 一安置於該有機半導體上之該絕緣體上的第三電極。 如請求項Π)之薄膜電晶體，纟中該第—電極:一源電 極’該第二電極為—汲電極，位於該有機半導體上之該 絕緣體為一閘極絕緣體，且該第三電極為一閘電極。 如請求項Η)之薄膜電晶體，其中該第二絕緣層包含一有 如請求項10之薄膜雪a触 t _ 碍犋電曰曰體，其中該第一電極及該第二電 極具有彼此分開一實晳μΑ J頁買上均一距離之邊緣。 如請求項13之薄膜電晶體 形。 如請求項14之薄膜電晶體 蛇形。 種匕3夕個電晶體之有機薄骐電晶體陣列面板 該等電晶體之每—者為如請求項H)之薄膜電晶體 中每—薄膜電晶體之該導體為一資料線。 其中 且其 107983-1010719.doc
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