薄膜晶体管基板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种薄膜晶体管基板，包括：一基板；以及多个薄膜晶体管单元，设置于该基板上且分别包括：一有源层，设置于该基板上且该有源层的材料为多晶硅；一绝缘层，设置于该有源层上；以及一源极及一漏极，设置于该绝缘层上；其中该绝缘层包括一第一区域及一第二区域，其中该第一区域对应该有源层，该第二区域对应该有源层以外的区域，且该第一区域的粗糙度大于该第二区域的粗糙度。
【专利说明】
薄膜晶体管基板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种薄膜晶体管基板，尤其是一种能达到同时增加像素的存储电容且绝缘层的接触面积的薄膜晶体管基板。
【背景技术】
[0002]随着显示器技术不断进步，所有的显示设备均朝体积小、厚度薄、重量轻等趋势发展，故目前市面上主流的显示器装置已由以往的阴极射线管发展成平面显示器，如液晶显示设备或有机发光二极管显示设备等。其中，液晶显示设备或有机发光二极管显示设备可应用的领域相当多，举凡日常生活中使用的手机、笔记本电脑、摄影机、照相机、音乐播放器、行动导航装置、电视等显示设备，大多数均使用所述显示面板。
[0003]虽然液晶显示设备或有机发光二极管显示设备已为市面上常见的显示设备，特别是液晶显示设备的技术更是相当成熟，但随着显示设备不断发展且消费者对显示设备的显示质量要求日趋提高，各家厂商无不极力发展出具有更高显示质量的显示设备。其中，薄膜晶体管基板的结构，也为影响显示质量的因素之一。
[0004]有鉴于此，即便目前液晶显示设备或有机发光二极管显示设备已为市面上常见的显示设备，但仍需针对薄膜晶体管基板提出改良以期能发展出具有更佳显示质量的显示设备，以便符合消费者需求。
实用新型内容
[0005]本实用新型的主要目的在于提供一种薄膜晶体管基板，俾能达到同时增加像素的存储电容且绝缘层的接触面积的目的。
[0006]为达成上述目的，本实用新型的薄膜晶体管基板，包括:一基板；以及多个薄膜晶体管单元，设置于该基板上且分别包括:一有源层，设置于该基板上且该有源层的材料为多晶硅；一绝缘层，设置于该有源层上；以及一源极及一漏极，设置于该绝缘层上；其中该绝缘层包括一第一区域及一第二区域，其中该第一区域对应该有源层，该第二区域对应该有源层以外的区域，且该第一区域的粗糙度大于该第二区域的粗糙度。
[0007]在本实用新型的薄膜晶体管基板中，所述薄膜晶体管单元还分别包括一金属层，设置于该绝缘层上，且该金属层具有多个第一凸起。
[0008]在本实用新型的薄膜晶体管基板中，该金属层具有一第一厚度，所述第一凸起距离该金属层的一平均表面的高度与该第一厚度比为10%?30%。
[0009]在本实用新型的薄膜晶体管基板中，该绝缘层具有多个第二凸起。
[0010]在本实用新型的薄膜晶体管基板中，该绝缘层具有一第二厚度，所述第二凸起距离该绝缘层的一平均表面的高度与该第二厚度比为30%?70%。
[0011]在本实用新型的薄膜晶体管基板中，该绝缘层具有多个第二凸起，且至少部分所述第一凸起对应所述第二凸起。
[0012]在本实用新型的薄膜晶体管基板中，该有源层具有一侧边，该绝缘层对应该侧边处的曲率小于该侧边的曲率。
[0013]此外，本实用新型还提供另一薄膜晶体管基板，包括:一基板；以及多个薄膜晶体管单元，设置于该基板上且分别包括:一有源层，设置于该基板上且该有源层的材料为多晶硅；一绝缘层，设置于该有源层上；以及一源极及一漏极，设置于该绝缘层上；其中，该绝缘层具有多个第二凸起。
[0014]在本实用新型的薄膜晶体管基板中，该绝缘层具有一第二厚度，所述第二凸起距离该绝缘层的一平均表面的高度与该第二厚度比为30%?70%。
[0015]在本实用新型的薄膜晶体管基板中，所述薄膜晶体管单元还分别包括一金属层，设置于该绝缘层上，且该金属层具有多个第一凸起。
[0016]在本实用新型的薄膜晶体管基板中，该金属层具有一第一厚度，所述第一凸起距离该金属层的一平均表面的高度与该第一厚度比为10%?30%。
[0017]在本实用新型的薄膜晶体管基板中，至少部分该金属层的所述第一凸起对应该绝缘层的所述第二凸起。
[0018]在本实用新型的薄膜晶体管基板中，该绝缘层包括一第一区域及一第二区域，其中该第一区域对应该有源层，该第二区域对应该有源层以外的区域，其中该第一区域的粗糙度大于该第二区域的粗糙度。
[0019]在本实用新型的薄膜晶体管基板中，该有源层具有一侧边，该绝缘层对应该侧边处的曲率小于该侧边的曲率。
[0020]在本实用新型前述的薄膜晶体管基板中，通过将绝缘层的表面设计成具有第二凸起的凹凸起伏形状，而可增加与绝缘层接触的其他层别的接触面积，使得绝缘层与其他层别的附着力提升，而减少两者间有剥离的情形发生。此外，在本实用新型前述的薄膜晶体管基板中，还通过将绝缘层上的金属层设计成具有第一凸起的凹凸起伏形状，而可增加金属层的面积，而使得金属层能具有较高的电容值，进而增加像素的存储电容。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型一优选实施例的有机发光二极管显示设备剖面示意图。
[0022]图2是本实用新型一优选实施例的有机发光二极管显示设备的电路布线示意图。
[0023]图3是本实用新型一优选实施例的有机发光二极管显示设备的薄膜晶体管基板的剖面示意图。
[0024]图4是本实用新型一优选实施例的有机发光二极管显示设备的薄膜晶体管基板的部分剖面示意图。
[0025]图5是本实用新型一优选实施例的有机发光二极管显示设备的薄膜晶体管基板的部分剖面示意图。
[0026]附图标记说明:
[0027]11 第一基板12 第二基板
[0028]101 缓冲层103 有源层
[0029]1032侧边104 第一绝缘层
[0030]105 第二绝缘层 111 第一金属层
[0031]1111第一凸起112 第三绝缘层
[0032]114 第四绝缘层115 保护层
[0033]115a保护层开口116 第二金属层
[0034]117 平坦层117a平坦层开口
[0035]13 封装胶14 支撑元件
[0036]15 有机发光二极管单兀151 第一电极
[0037]152 有机发光层153 第二电极
[0038]16 像素界定层161 像素开口
[0039]1041，1051，1121，1141第二凸起
[0040]104a, 105a, 112a，114a, 11 la 平均表面
[0041]1042，1052，1122，1142斜面
[0042]A 显示区B非显示区
[0043]C 电容区Rl 第一区域
[0044]R2 第二区域Tl 第一厚度
[0045]T2, T3, T4, T5第二厚度
[0046]HI, H2, H3, H4, H5高度
[0047]TFTLTFT2薄膜晶体管元件区
【具体实施方式】
[0048]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
[0049]图1是本实用新型一优选实施例的有机发光二极管显示设备剖面示意图。在有机发光二极管显示设备的制作过程中，先提供一第一基板11及一第二基板12。其中，第一基板11上设置有一有机发光二极管单兀15及一像素界定层16,其中每一像素界定层16设于两相邻的有机发光二极管单元15间。同时，第二基板12上则设置有多个支撑元件14，并在第二基板12的边缘先形成有一封装胶13 (在本实施例中，为一玻璃胶)，且封装胶13通过点胶及加热烧结工艺接合于第二基板12上。接着，将第一基板11及第二基板12进行对组，其中第二基板12上的支撑元件14对应于像素界定层16的未形成有像素开161的区域。而后，以雷射加热的方式，使封装胶13与第一基板11进行接合，而制得本实施例的有机发光二极管显示设备。
[0050]在本实施例中，第一基板11及第二基板12均为玻璃基板。此外，本实施例的有机发光二极管显示面板包括一显示区A及一非显示区B，而所谓的非显示区B即走线分布的区域。再者，在本实施例中，每一有机发光二极管单元15可分别发出红光、绿光及蓝光，但其他实施例并不仅限于此；举例来说，有机发光二极管单元15可为一白光有机发光二极管单元，在此情形下，第一基板11或第二基板12的其中一侧还需设置一彩色滤光元件(图未示)O
[0051]图2是本实施例的有机发光二极管显示设备的一像素单元的电路布线示意图。如图2所示，在本实施例的有机发光二极管显示设备中，每一像素单元分别包括:一扫描线、一数据线、一电容线、一电源供给线、一开关薄膜晶体管元件(如图2的开关TFT所示)、一驱动薄膜晶体管元件(如图2的驱动TFT所示)、一存储电容、及一分别与第一电极及第二电极极连接的有机发光二极管元件(如图2的OLED所示)。
[0052]图3是本实施例的有机发光二极管显示设备的薄膜晶体管基板的剖面示意图。请同时参照图1及图3,本实施例的薄膜晶体管基板包括:一第一基板11及一与第一基板11相对设置的第二基板12。在本实施例中，薄膜晶体管基板上的薄膜晶体管元件为低温多晶硅薄膜晶体管。如图3所示，在图1的显示区A中，首先，提供一第一基板11，其上方依序设置有一缓冲层101，而在缓冲层101还形成有一有源层103，其是由非晶硅雷射退火后所形成的多晶娃层。接着，在第一基板11上依序形成一第一绝缘层104、一第二绝缘层105、一第一金属层111、一第三绝缘层112、及一第四绝缘层114。其中，位于薄膜晶体管元件区TFTl, TFT2中的第一金属层111作为一栅极；而第一绝缘层104及第二绝缘层105分别作为一栅极绝缘层，其材料为本【技术领域】常用的绝缘层材料，如氧化硅、氮化硅等；同样的，第三绝缘层112及第四绝缘层114以可使用前述本【技术领域】常用的绝缘层材料。而后，再在第四绝缘层114上形成一第二金属层116。其中，位于薄膜晶体管元件区TFT1，TFT2中的第二金属层116还贯穿第三绝缘层112及第四绝缘层114，且选择性的贯穿第一绝缘层104及第二绝缘层10，而做为源极及漏极，以与有源层103电性连接。如此，则完成本实施例的薄膜晶体管基板。在本实施例中，薄膜晶体管基板包含有两个薄膜晶体管元件区TFT1，TFT2，其中薄膜晶体管元件区TFTl对应于图2的开关TFT，薄膜晶体管元件区TFT2则对应于图2的驱动TFT。此外，在本实施例中，除了薄膜晶体管元件区TFT1，TFT2外，还同时形成一电容区C，其对应于图2的存储电容。
[0053]请同时参考图1及图3，在完成薄膜晶体管基板后，再依序形成保护层115、平坦层117、一第一电极151及像素界定层16，其中第一电极151除了设置于平坦层117上还设置于平坦层117的平坦层开口 117a及保护层115的保护层开口 115a中以与第二金属层116电性连接，且像素界定层16还设有一像素开口 161。而后，在像素界定层16与第一电极151上及像素开口 161中依序层叠一有机发光层152及一第二电极153,则完成本实施例的有机发光单元15。据此，如图1及图3所示，本实施例的有机发光单元15包括依序层叠的一第一电极151、一有机发光层152及一第二电极153,且第一电极151与第二金属层116电性连接。此外，像素界定层16设于第一电极151与有机发光层152间，且通过像素界定层16的像素开口 161以定义出光区域。
[0054]在此，第一金属层111及第二金属层116作为线路用。例如，如图3所示，第一金属层111在此作为薄膜晶体管开关元件的栅极；而第二金属层116在此作为薄膜晶体管开关元件的源极及漏极；且同由第一金属层111所形成的栅极及扫描线(图未示)彼此电性连接，而同由第二金属层116所形成的源极与漏极及数据线(图未示)彼此亦电性连接。此夕卜，在本实施例中，第一金属层111、第二金属层116的材料可使用本【技术领域】常用的导电材料，如金属、合金、金属氧化物、金属氮氧化物、或其他本【技术领域】常用的电极材料；且优选为金属材料。在本实施例中，第一金属层111为钥，而第二金属层116为从第一基板11上依序层叠有Ti层、Al层及Ti层的复合金属层。此外，保护层115的材料可为本【技术领域】常用的绝缘层材料，如氧化硅、氮化硅等。
[0055]此外，在本实施例中，第一电极151可选用本实用新型所属【技术领域】已知的反射电极材料，而第二电极153可选用本实用新型所属【技术领域】已知的透明电极或半透明电极。其中，反射电极材料可为Ag、Ge、Al、Cu、Mo、T1、Sn、AINd、ACX, APC等；透明电极可为透明氧化物电极(TCO电极)，如ITO电极或IZO电极；而半透明电极可为一金属薄膜电极，如镁银合金薄膜电极、金薄膜电极、钼薄膜电极、铝薄膜电极等。此外，若需要，本实用新型第二电极153可选用透明电极与半透明电极的复合电极，如:TC0电极与钼薄膜电极的复合电极。在此，仅以包含有第一电极151、有机发光层152及第二电极153的有机发光二极管兀件作为举例，但本实用新型并不限于此；其他本【技术领域】常用的有机发光二极管元件均可应用于本实用新型的有机发光二极管显示面板中，例如:包括电子传输层、电子注入层、电洞传输层、电洞注入层、及其他可帮助电子电洞传输结合的层的有机发光二极管元件均可应用于本实用新型中。
[0056]图4及图5是本实施例的有机发光二极管显示设备的薄膜晶体管基板的部分剖面示意图，其中图4及图5分别为图3中薄膜晶体管元件区TFT1，TFT2的部分放大示意图。如图4及图5所示，在形成有源层103后，在分别形成第一绝缘层104、一第二绝缘层105、第一金属层111、第三绝缘层112、及第四绝缘层114的工艺中，可以本【技术领域】已知的沉积法形成一层后，利用图案化光罩，以分别蚀刻该层，使所形成的第一绝缘层104、第二绝缘层105、第一金属层111、第三绝缘层112、及第四绝缘层114分别具有凹凸起伏的表面。
[0057]更详细而言，如图4及图5所示，第一绝缘层104、第二绝缘层105、第三绝缘层112、及第四绝缘层114分别包括一第一区域Rl及一第二区域R2，其中第一区域Rl对应有源层103，第二区域R2对应有源层103以外的区域，且第一区域Rl的粗糙度大于第二区域R2的粗糙度。
[0058]此外，如图4及图5所示，其中，第一绝缘层104、第二绝缘层105、第三绝缘层112、及第四绝缘层114分别具有多个第二凸起1041，1051，1121，1141。其中，每一第二凸起1041距离第一绝缘层104的一平均表面104a的高度分别介于500nm?1500nm ;每一第二凸起1051距离第二绝缘层105的一平均表面105a的高度分别介于500nm?1500nm ;每一第二凸起1121距离第三绝缘层112的一平均表面112a的高度分别介于500nm?1500nm ;而每一第二凸起1141距离第四绝缘层114的一平均表面114a的高度分别介于500nm?1500nm。
[0059]再者，如图4及图5所示，第一绝缘层104具有一第二厚度T2，第二凸起1041距离第一绝缘层104的一平均表面104a的高度H2与第二厚度T2比为30%?70% ;第二绝缘层105具有一第二厚度T3，第二凸起1051距离第二绝缘层105的一平均表面105a的高度H3与第二厚度T3比为20%?50%;第三绝缘层112具有一第二厚度T4，第二凸起1121距离第三绝缘层112的一平均表面112a的高度H4与第二厚度T4比为10%?40% ;而第四绝缘层114具有一第二厚度T5，第二凸起1141距离第四绝缘层114的一平均表面114a的高度H5与第二厚度T5比为5 %?30 %。
[0060]如前所述，在本实施例的薄膜晶体管基板中，第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层及第四绝缘层的表面分别设计成具有第二凸起的凹凸起伏形状，而可增加与绝缘层接触的其他层别的接触面积，使得绝缘层与其他层别的附着力提升，而减少两者间有剥离的情形发生。
[0061]此外，如图4及图5所示，在本实施例的薄膜晶体管基板中，第一金属层111亦具有凹凸起伏的表面。此外，第一金属层111还可具有多个第一凸起1111，其中每一第一凸起1111距离第一金属层111的一平均表面Illa的高度Hl分别介于500nm?1500nm。再者，第一金属层111具有一第一厚度Tl，第一凸起1111距离第一金属层111的一平均表面的高度Hl与第一厚度Tl比为10%?30%。
[0062]如前所述，在本实施例的薄膜晶体管基板中，金属层设计成具有第一凸起的凹凸起伏形状，而可增加金属层的面积，而使得金属层能具有较高的电容值，进而增加像素的存储电容。
[0063]此外，如图4及图5所示，第一绝缘层104的第二凸起1041、第二绝缘层105的第二凸起1051、第三绝缘层112的第二凸起1121、第四绝缘层114的第二凸起1141、及第一金属层111的第一凸起1111彼此间的位置可相互对应或不对应，最终得看设计的需求。
[0064]再者，如图4及图5所示，有源层103具有一侧边1032，第一绝缘层104的斜面1042、第二绝缘层105的斜面1052、第三绝缘层112的斜面1122、及第四绝缘层114的斜面1142的至少一者对应有源层103侧边1032处的曲率小于有源层103侧边1032的曲率。
[0065]在本实用新型中，所谓的“平均表面”是指样本的最适表面，其可为用以计算整个样本长度方向上中心线距离外型偏差算术平均或几何平均的表面。
[0066]本实用新型前述实施例所制得的薄膜晶体管基板，除了可应用于有机二极管显示设备外，还可应用于液晶显示设备上。此外，本实用新型前述实施例所制得的显示设备，可应用于本【技术领域】已知的任何需要显示屏幕的电子装置上，如显示器、手机、笔记本电脑、摄影机、照相机、音乐播放器、行动导航装置、电视等。
[0067]以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种薄膜晶体管基板，包括: 一基板；以及 多个薄膜晶体管单元，设置于该基板上且分别包括: 一有源层，设置于该基板上且该有源层的材料为多晶硅； 一绝缘层，设置于该有源层上；以及 一源极及一漏极，设置于该绝缘层上； 其中该绝缘层包括一第一区域及一第二区域，其中该第一区域对应该有源层，该第二区域对应该有源层以外的区域，且该第一区域的粗糙度大于该第二区域的粗糙度。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，所述薄膜晶体管单元还分别包括一金属层，设置于该绝缘层上，且该金属层具有多个第一凸起。
3.如权利要求2所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该金属层具有一第一厚度，所述第一凸起距离该金属层的一平均表面的高度与该第一厚度比为10%?30%。
4.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该绝缘层具有多个第二凸起。
5.如权利要求4所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该绝缘层具有一第二厚度，所述第二凸起距离该绝缘层的一平均表面的高度与该第二厚度比为30%?70%。
6.如权利要求2所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该绝缘层具有多个第二凸起，且至少部分所述第一凸起对应所述第二凸起。
7.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其中该有源层具有一侧边，其特征在于，该绝缘层对应该侧边处的曲率小于该侧边的曲率。
8.一种薄膜晶体管基板，包括: 一基板；以及 多个薄膜晶体管单元，设置于该基板上且分别包括: 一有源层，设置于该基板上且该有源层的材料为多晶硅； 一绝缘层，设置于该有源层上；以及 一源极及一漏极，设置于该绝缘层上； 其中，该绝缘层具有多个第二凸起。
9.如权利要求8所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该绝缘层具有一第二厚度，所述第二凸起距离该绝缘层的一平均表面的高度与该第二厚度比为30%?70%。
10.如权利要求8所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，所述薄膜晶体管单元还分别包括一金属层，设置于该绝缘层上，且该金属层具有多个第一凸起。
11.如权利要求10所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该金属层具有一第一厚度，所述第一凸起距离该金属层的一平均表面的高度与该第一厚度比为10%?30%。
12.如权利要求10所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，至少部分该金属层的所述第一凸起对应该绝缘层的所述第二凸起。
13.如权利要求8所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该绝缘层包括一第一区域及一第二区域，其中该第一区域对应该有源层，该第二区域对应该有源层以外的区域，其中该第一区域的粗糙度大于该第二区域的粗糙度。
14.如权利要求8所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该有源层具有一侧边，该绝缘层对应该侧边处的曲率小于该侧边的曲率。
【文档编号】H01L27/12GK204179081SQ201420516720
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】赵光品, 朱夏青, 孙铭谦 申请人:群创光电股份有限公司