專利名稱：有源矩陣有機(jī)電致發(fā)光顯示器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有有機(jī)薄膜晶體管(OTFT)的有源矩陣型有機(jī)電致發(fā)光(OEL)顯示器件，更尤其涉及一種具有陣列結(jié)構(gòu)的有源矩陣型OEL顯示器件，該顯示器件包含具有大約100％開口率的p型OTFT。
背景技術(shù)：
相關(guān)申請的交叉參考該申請要求2004年6月23日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請?zhí)?0-2004-0046944的優(yōu)先權(quán)和利益，其內(nèi)容在這里全部結(jié)合作為參考。
圖1是常規(guī)有源矩陣型電致發(fā)光(EL)顯示器件中子像素單元的平面圖，圖2是沿圖1的線P1到P7的顯示器件子像素單元的橫截面圖。
參照附圖，在具有由硅形成的半導(dǎo)體層180的常規(guī)硅薄膜晶體管(TFT)110和150中，半導(dǎo)體層180包括被雜質(zhì)重?fù)诫s的源極區(qū)和漏極區(qū)。此外，其包括形成在上面兩個區(qū)域之間的溝道區(qū)。此外，硅TFT110和150包括與半導(dǎo)體層180絕緣并對應(yīng)于溝道區(qū)放置的柵極電極111和151、與源極區(qū)和漏極區(qū)接觸的源電極112和152以及漏電極113和153。
這些常規(guī)硅TFT 110或150的問題是它們更加昂貴、易碎，且不能使用塑料基板，因為它們在例如300℃或更高的高溫下制造。
例如液晶顯示器(LCD)或電致發(fā)光顯示器(ELD)這樣的平板顯示器件使用TFT作為控制和操縱像素的開關(guān)器件和驅(qū)動器件。為了將平板顯示器件做大、薄和有柔韌性，研究人員正試圖使用塑料基板代替常用的玻璃基板。然而，用塑料基板制造顯示器件很困難，因為制造溫度低于常規(guī)的硅TFT所必需的溫度。
因為OTFT不具有上述制造問題，所以已經(jīng)進(jìn)行了積極的研究以開發(fā)具有有機(jī)半導(dǎo)體層的OTFT。
圖3是具有常規(guī)TFT的OEL顯示器件的示意性橫截面圖。
參照圖3，OEL器件210和OTFT220形成在基板200上。OEL器件210包括順序形成在基板200上的透明電極211、有機(jī)發(fā)光層212和金屬電極213。OTFT 220包括形成在基板200上的柵極電極221、形成在柵極電極221上的電介質(zhì)層222、形成在電介質(zhì)層222上的有機(jī)半導(dǎo)體層223、以及設(shè)置在電介質(zhì)層222上的有機(jī)半導(dǎo)體層223兩側(cè)上的源電極224和漏電極225。漏電極225與透明電極221和OEL器件210的有機(jī)發(fā)光層212相連。
然而，因為OEL器件210鄰近OTFT 220設(shè)置，所以由于OTFT 220的尺寸，OEL器件210具有低的開口率。當(dāng)開口率低時，必須提高顯示器件每個單位像素的發(fā)光強度，因此減小了顯示器件的壽命。
為了解決上述問題，韓國專利公開號2003-0017748公開了一種有源矩陣型OEL顯示器件，其中在垂直方向上堆疊OTFT和OEL器件。圖4是OEL顯示器件的橫截面圖，該顯示器件包括在上述專利公開中披露的OTFT。
參照圖4，通過第一絕緣層320分隔開設(shè)置在基板300上的OEL器件310和OTFT 330。OEL器件310包括順序形成在基板300上的透明電極311、有機(jī)發(fā)光層312和金屬電極313。OTFT 330包括形成在第一絕緣層320上的柵極電極331、形成在柵電極331上的第二絕緣層332、形成在第二絕緣層332上的源電極334和漏電極335、以及與源電極334和漏電極335相連的有機(jī)半導(dǎo)體層333。此外，源電極334連接到金屬電極313。
然而，上面的例子只不過是包括一個OTFT的OEL器件，并不是多個OEL器件和多個OTFT的陣列。此外，需要復(fù)雜的工藝來制造具有這種復(fù)雜的反向共面結(jié)構(gòu)的OTFT 330。因此，很難形成能應(yīng)用在實際情況中的有源矩陣型OEL顯示器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種有源矩陣型有機(jī)電致發(fā)光(OEL)顯示器件，其具有有機(jī)薄膜晶體管(TFT)和大約100％的開口率。
在接下來的描述中將列出本發(fā)明的附加特征，其從所述描述部分地顯而易見，或可通過實踐本發(fā)明而了解。
本發(fā)明公開了一種有源矩陣型OEL顯示器件，其包括對電極(counter electrode)，在對電極上的至少包含發(fā)光層的中間層，形成在中間層上的像素電極。此外，該器件包括設(shè)置在像素電極上并與像素電極絕緣的第一電極，設(shè)置在像素電極上并與像素電極相連的第二電極，與第一電極和第一漏電極接觸的p型有機(jī)半導(dǎo)體層，以及設(shè)置在p型有機(jī)半導(dǎo)體層上的并與第一電極、第一漏電極和p型有機(jī)半導(dǎo)體層絕緣的第一柵電極。
本發(fā)明還提供了一種制造具有有機(jī)薄膜晶體菅的有源矩陣型OEL顯示器件的方法。該方法包括在基板的整個表面上或以預(yù)定圖案形成對電極；在對電極上形成至少包含發(fā)光層的中間層；在中間層上形成預(yù)定圖案的像素電極；和在基板的整個表面上形成覆蓋像素電極的保護(hù)層。該工藝還包括在保護(hù)層上形成第一接觸孔以暴露像素電極；在保護(hù)層上形成通過第一接觸孔與像素電極相連的第二電極、彼此整體形成的第一電極和第一電容器電極、第四電極以及第三電極。該工藝還包括在基板的整個表面上形成覆蓋電極的p型有機(jī)半導(dǎo)體層；在整個基板之上的p型有機(jī)半導(dǎo)體層上形成柵絕緣層；在p型有機(jī)半導(dǎo)體層和柵絕緣層中形成第二接觸孔，以暴露第四電極；以及在柵絕緣層上形成第一柵電極、通過第二接觸孔與第四電極相連的第二電容器電極、以及第二柵電極。
應(yīng)當(dāng)理解，前述概括性的描述和接下來詳細(xì)的描述是示例性的和說明性的，意在提供對本發(fā)明的權(quán)利要求的進(jìn)一步解釋。


通過參照附圖詳細(xì)描述的示例性實施方案，本發(fā)明上面和其它的特征及優(yōu)點將變得更加顯而易見。
圖1是常規(guī)的有源矩陣型電致發(fā)光(EL)顯示器件中的子像素單元的平面圖。
圖2是沿圖1的線P1到P7的顯示器件子像素單元的橫截面圖。
圖3是包含常規(guī)薄膜晶體管(TFT)的OEL顯示器件的示意性橫截面圖。
圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的包含OTFT的OEL顯示器件的示意性橫截面圖。
圖5是依照本發(fā)明第一個實施方案的包含p型OTFT的有源矩陣型EL顯示器件的示意性電路圖。
圖6是圖5中部分“A”的電路圖。
圖7是包含p型OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件的子像素單元的示意性平面圖。
圖8是沿圖7的線Q5和Q6截取的包含p型OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件的子像素單元的橫截面圖。
圖9是沿圖7的線Q1到Q3截取的包含p型OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件的子像素單元的示意性橫截面圖。
圖10是沿圖7的線Q1到Q5截取的包含p型OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件的子像素單元的示意性橫截面圖。
圖11是依照本發(fā)明第二個實施方案的包含OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件中的子像素單元的橫截面圖。
圖12是依照本發(fā)明第三個實施方案的包含OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件中的一部分子像素單元的示意性平面圖。
圖13是依照本發(fā)明第四個實施方案的包含OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件的子像素單元的示意性橫截面圖。
圖14是依照本發(fā)明第五個實施方案的包含OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件中的子像素單元的示意性橫截面圖。
圖15、圖16、圖17和圖18是制造依照本發(fā)明的包含OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件的工序的示意性橫截面圖。
具體實施例方式
圖5是依照本發(fā)明第一個實施方案的包含p型有機(jī)薄膜晶體管(TFT)的有源矩陣型電致發(fā)光(EL)顯示器件的示意性電路圖。圖6是圖5中部分“A”的電路圖。圖7是包含p型OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件的子像素單元的示意性平面圖。圖8是沿圖7的線Q5和Q6截取的包含p型OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件的子像素單元的橫截面圖。圖9是沿圖7的線Q1到Q3截取的包含p型OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件的子像素單元的示意性橫截面圖。此外，圖10是沿圖7的線Q1到Q5截取的包含p型OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件的子像素單元的示意性橫截面圖。
根據(jù)發(fā)光層發(fā)射光的顏色，EL顯示器件包括各種像素圖案。EL器件是電流驅(qū)動發(fā)光器件，其根據(jù)兩個電極之間的電流發(fā)射紅色、綠色或藍(lán)色光，以顯示預(yù)定圖象。
該EL器件包括對電極、至少包含形成在對電極上部上的發(fā)光層的中間層、以及中間層上的像素電極。然而，本發(fā)明并不限于上述結(jié)構(gòu)，可以使用EL器件的各種結(jié)構(gòu)。
使用本發(fā)明的EL器件的平板顯示裝置的優(yōu)點在于具有比常規(guī)顯示裝置更高的亮度、更高的對比度和更寬的視角。
參照圖5和圖6，每個子像素單元包含被驅(qū)動電路驅(qū)動的第二OTFT450、被第二OTFT 450驅(qū)動的第一OTFT 410、以及被第一OTFT 410驅(qū)動的OEL器件460。
第二OTFT 450的第三電極452通過第一導(dǎo)線420與驅(qū)動電路相連。第二OTFT 450的第二柵電極451通過第二導(dǎo)線430與驅(qū)動電路相連，第二OTFT 450的第四電極453與存儲電容器440的第二電容器電極(上電極442)和第一OTFT 410的第一柵極電極411相連。
在上面的結(jié)構(gòu)中，第一導(dǎo)線420可以是數(shù)據(jù)線，第二導(dǎo)線430可以是掃描線。第二OTFT 450用作開關(guān)晶體菅，第一OTFT 410用作驅(qū)動晶體管。在上面的選擇驅(qū)動電路中，可以使用兩個或更多個晶體管。在下面的例子中，驅(qū)動電路包括兩個晶體管，即開關(guān)晶體管和驅(qū)動晶體管。
參照圖6和圖7，存儲電容器440的第一電容器電極(下電極441)和第一OTFT 410的第一電極412與第三導(dǎo)線470相連。第一OTFT 410的第二電極413與OEL器件460的像素電極462相連。如圖6中所示，OEL器件460的對電極461面對像素電極462，其間有預(yù)定的間隙。至少包含發(fā)光層的中間層設(shè)置在對電極461和像素電極462之間。
在圖7中，OTFT 410和450設(shè)置在子像素單元的右下部和左上部，存儲電容器440設(shè)置在OTFT 410和450之間。然而，OTFT 410和450可以彼此平行地設(shè)置在子像素單元的上或下部，且可以形成更多個OTFT。
圖7、圖8和圖9顯示了圖5和圖6中示出的部分“A”的物理結(jié)構(gòu)。圖7顯示了在圖8和圖9中沒有示出的第一導(dǎo)線420和第二導(dǎo)線430。圖8和圖9示出了在圖7中沒有示出的基板481、柵絕緣層483、保護(hù)層485、以及像素電極462。
參照附圖，當(dāng)通過驅(qū)動電路給第二柵電極451施加掃描信號時，就在連接第三電極452和第四電極453的p型有機(jī)半導(dǎo)體層480上形成了導(dǎo)電通道。當(dāng)通過第一導(dǎo)線420給第三電極452施加數(shù)據(jù)信號時，數(shù)據(jù)信號被傳送給存儲電容器440和第一TFT 410。此外，在連接第一電極412和第二電極413的p型有機(jī)半導(dǎo)體層上形成了導(dǎo)電通道。然后，來自第三導(dǎo)線470的信號就傳送給像素電極462。
參照圖8、圖9和圖10，將描述該子像素單元的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
參照圖8，對電極461設(shè)置在基板481的整個上表面上，至少包含發(fā)光層的中間層487形成在對電極461上。像素電極462設(shè)置在中間層487上。在本發(fā)明中，p型第一OTFT 410與OEL器件460相連，p型第一OTFT 410的第二電極413與OEL器件460的像素電極462相連。從而，像素電極462變?yōu)殛枠O，對應(yīng)于像素電極462的對電極461變?yōu)殛帢O。在下面的描述中，OTFT表示p型OTFT。
當(dāng)OEL器件是背光發(fā)射型時，基板481和對電極461由透明材料形成，像素電極462由具有高光反射率的金屬形成。當(dāng)OEL器件是前發(fā)射型時，對電極461由具有高光反射率的金屬形成，以后將要描述的像素電極462、保護(hù)層485、有機(jī)半導(dǎo)體層480、以及柵絕緣層483由透明材料形成。本發(fā)明的EL器件可以是背光發(fā)射型的、前發(fā)射型的、或雙發(fā)射型的，其中由EL器件產(chǎn)生的光在對電極461和像素電極462之間的至少一個方向上出射。
如果對電極461由透明材料形成，則對電極461可以用作陰極。因此，輔助電極或匯流電極由用于形成透明電極的材料(例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、ZnO或In2O3)形成。例如沉積具有較小功函數(shù)的金屬，如Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Ag、Mg或其化合物來形成半滲透性的金屬層，由此形成具有雙重結(jié)構(gòu)的對電極461。當(dāng)對電極461用作反射型電極時，例如可以完全地沉積厚的Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Ag、Mg或其化合物，以形成對電極461。
對電極461可覆蓋所有的子像素，或?qū)?yīng)于每個子像素。
當(dāng)像素電極462由透明材料形成時，像素電極462可由例如ITO、IZO、ZnO或In2O3形成。如果像素電極462用作反射型電極，則該電極就由ITO、IZO、ZnO或In2O3形成，并且在其上沉積具有低電阻的厚反射層，包括但并不限于Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr或其化合物。當(dāng)像素電極462用作反射層時，可以用例如Au、Ni、Pt或Pd形成該電極。
像素電極的圖案可以形成為對應(yīng)于子像素。然而，圖案的形狀并不限于此，并且可以使用例如導(dǎo)電聚合體這樣的有機(jī)材料作為對電極和像素電極。
OEL器件460包括從第一OTFT 410的第二電極413接收信號的像素電極、對電極461和具有發(fā)光層的中間層487，所述中間層487設(shè)置在像素電極462和對電極461之間。中間層487由有機(jī)材料形成。
根據(jù)所使用的有機(jī)材料的類型，OEL器件460可以是低分子量有機(jī)層或高分子量有機(jī)層。當(dāng)使用低分子量有機(jī)層形成OEL器件460時，中間層包括空穴注入層(HIL)、空穴輸運層(HTL)、發(fā)射層(EML)、電子輸運層(ETL)、和疊置成單層或多層結(jié)構(gòu)的電子注入層(EIL)?？梢允褂美玢~酞菁(CuPc)，N，N-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基-聯(lián)苯胺(NPB)，或三-8-羥基喹啉合鋁(Alq3)這樣的有機(jī)材料。當(dāng)給像素電極和對電極施加電荷時，空穴和電子結(jié)合產(chǎn)生激子。當(dāng)激子從激發(fā)態(tài)落到基態(tài)時，它們就使發(fā)光層發(fā)射光。
如上所述，因為像素電極462變?yōu)殛枠O且對電極461變?yōu)殛帢O，所以中間層487從像素電極462順序包括HIL、HTL、EML、EIL和ETL。中間層487還可以包括另外的層。
通過在真空環(huán)境下加熱和沉積有機(jī)材料形成低分子量有機(jī)層。中間層的結(jié)構(gòu)并不限于上面的例子，而是如果需要的話可以包括各種層。
當(dāng)高分子量有機(jī)層用作中間層487時，中間層487可包括HTL和EML。如上所述，因為像素電極462變?yōu)殛枠O且對電極461變?yōu)殛帢O，所以中間層487從像素電極462可順序包括HTL和EML。
可以使用噴墨印刷或旋涂方法由聚-(2，4)-乙烯基-二羥基噻吩((poly-(2，4)-ethylene-dihydroxythiopene)PEDOT)或聚苯胺(PANI)形成高分子量HTL。高分子量有機(jī)發(fā)光層可由聚對苯乙炔((poly-phenylenevinylene)PPV)、可溶的PPV、藍(lán)色-PPV或聚芴形成，彩色圖案可以通過例如噴墨印刷、旋涂或使用激光的熱轉(zhuǎn)印方法這樣的常規(guī)方法來形成。中間層的結(jié)構(gòu)并不限于上面的例子，可以包括各種層。
保護(hù)層485形成在具有上述結(jié)構(gòu)的OEL器件460上，且第一接觸孔485a形成在保護(hù)層485上，以通過接觸孔485a暴露像素電極462。第二電極413形成在包含形成第一接觸孔485a的區(qū)域的預(yù)定區(qū)域上。第二電極413通過形成在保護(hù)層485上的第一接觸孔485a與OEL器件460的像素電極462相連。
第一OTFT 410形成在保護(hù)層485上，在依照本發(fā)明的OEL顯示器件中，第一OTFT 410是p型OTFT。
將參照圖8描述第一OTFT 410的結(jié)構(gòu)。
第一電極412和第二電極413通過濺射、光刻或沉積方法形成在保護(hù)層485上。因為將描述的p型有機(jī)半導(dǎo)體層的最高占據(jù)分子軌道能級(level)為大約5eV，所以第一電極412和第二電極413的功函數(shù)比p型有機(jī)半導(dǎo)體層480的HOMO能級大。這使得p型有機(jī)半導(dǎo)體層480與由金屬形成的第一電極412和第二電極413彼此歐姆接觸。因此，理想的是第一OTFT 410的第一電極412和第二電極413由具有大功函數(shù)的Au、Pt、Pd、Ni、Rh、Ir或Os等形成。
p型有機(jī)半導(dǎo)體層480形成在第一電極412和第二電極413上。p型有機(jī)半導(dǎo)體層480例如使用真空沉積或熱沉積方法由a-六噻吩(hexathienylene)(a-6T)、二己基-a-6T(DH-a-a-6T)、并五苯、聚噻吩乙炔(thienylenevinylene)(PTV)、區(qū)域規(guī)則性聚-3-己基噻吩((poly-3-hexylthiophene regioregular)P3HT)或CuPc形成。
柵絕緣層483形成在p型OTFT 480上。柵絕緣層483可由有機(jī)材料形成，所述有機(jī)材料包括但并不限于PI、二萘嵌苯、丙烯酸酯基聚合物(PMMA)、環(huán)氧樹脂、PS、PE、PP、PTEE、PPS、PC，PET、PVC、BCB、PVP、PAN、PVA或酚醛樹脂。
第一柵電極411形成在柵絕緣層483上。第一柵電極411可由各種導(dǎo)電材料，如金屬MoW、Al、Cr或Al/Cu、或?qū)щ娋酆衔镄纬?。形成所述電極的可能方法包括濺射、光刻或噴墨沉積。第一柵電極411的一部分可與第一電極412和第二電極413交迭，如圖8中所示，然而其并不限于此。
如上所述，當(dāng)OEL器件460形成在基板481上且第一OTFT 410形成在OEL器件460時，可以確保在背光發(fā)射顯示器中大約100％的開口率，所述顯示器中OEL器件460產(chǎn)生的光通過基板481出射。尤其地，因為OTFT中的電荷遷移率低，所以為了提高開態(tài)電流(on-current)水平，OTFT必須具有較大的尺寸。因此，當(dāng)OTFT設(shè)置在與OEL器件相同的平面上時，就減小了開口率。然而，當(dāng)OTFT設(shè)置在依照本發(fā)明的OEL器件上時，即使OTFT的尺寸增加，開口率也不會減小。
此外，交叉型OTFT 410包括第一電極412、第二電極413、p型有機(jī)半導(dǎo)體層480、柵絕緣層483、和形成在第一電極412及第二電極413上的第一柵電極411。因而，可以很容易地連接第一OTFT 410的第二電極和OEL器件460的像素電極462。就是說，因為接觸孔485a形成在設(shè)置于OEL器件460與第一OTFT 410之間的保護(hù)層485上，所以第二電極413和OEL器件460的像素電極462可以通過接觸孔485a彼此相連。
將參照圖9描述與第一OTFT 410及OEL器件460相連的第二OTFT450和存儲電容器440的結(jié)構(gòu)。
參照圖9，第二OTFT 450的結(jié)構(gòu)與第一OTFT 410的相同。存儲電容器440包括與第一OTFT 410的第一電極412相連的第一電容器電極441，和面對第一電容器電極411且與第二OTFT 450的第四電極453及第一OTFT 410的第一柵電極411相連的第二電容器電極442。第一電容器電極441可與第一電極412整體形成，第二電容器電極442可與第一柵電極411整體形成。
p型有機(jī)半導(dǎo)體層480和柵極絕緣層483位于第一電容器電極441與第二電容器電極442之間。p型有機(jī)半導(dǎo)體層480和柵絕緣層483用作電介質(zhì)。此外，第二電容器電極442通過形成在p型半導(dǎo)體層480和柵絕緣層483中的第二接觸孔483a與第二OTFT 450的第四電極453相連。
具有上述結(jié)構(gòu)的存儲電容器440保持流向像素電極462的電流，或提高驅(qū)動速度。
圖10是在依照本發(fā)明的包含OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件中，沿圖7的線Q1到Q5截取的子像素單元的第一OTFT 410、存儲電容器440和第二OTFT 450的示意性橫截面圖。
參照圖10，第一OTFT 410的第一電極412和第二電極413、存儲電容器440的第一電容器電極441、和第二OTFT 450第三電極452和第四電極453都形成在相同的平面內(nèi)。此外，第一OTFT 410的第一柵電極411、存儲電容器440的第二電容器電極442、和第二OTFT 450的第二柵電極451都形成在相同的平面內(nèi)。
因為第一OTFT 410、存儲電容器440和第二OTFT 450具有上述結(jié)構(gòu)，所以可容易地形成包含由OTFT形成的開關(guān)晶體管、驅(qū)動晶體管和存儲電容器的有源矩陣型OEL顯示器件陣列。此外，參照圖10，因為OEL器件460形成在OTFT和存儲電容器下面，所以在背光發(fā)射顯示器中可以確保大約100％的開口率。
因為OTFT可由低溫制造工藝來制造，所以可制造不會影響OEL器件460和基板481的OEL顯示器件。然后，OEL器件460的對電極461是透明電極，且像素電極462是反射電極。
圖11是依照本發(fā)明第二個實施方案的包含OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件中的子像素單元的橫截面圖。
參照圖11，OEL器件包括在基板481上的對電極461和包含發(fā)光層的中間層487、和像素電極462。此外，在OEL器件上形成有兩個交錯的p型OTFT 410和450，以及存儲電容器440。在兩個p型OTFT 410和450之間的第一OTFT的第二電極413與OEL器件的像素電極462相連。上述結(jié)構(gòu)與第一個實施方案的相同。
本實施方案與上述第一個實施方案的區(qū)別在于像素限定層486形成在對電極461上。就是說，由OEL器件形成的子像素被像素限定層486分開。像素限定層486增加了每個子像素處像素電極462的邊緣與對電極461之間的間隙，并在對電極461上的子像素之間限定了發(fā)光區(qū)域。因而，像素限定層486防止了包含發(fā)光層的中間層487圍繞像素電極462的邊緣被切開，或防止了電場集中在像素電極462的邊緣處。該結(jié)構(gòu)還防止了對電極461和像素電極462的短路。
圖12是依照本發(fā)明第三個實施方案的包含OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件中的一部分子像素單元的示意性平面圖。
如上所述，OEL顯示器件包括用于由發(fā)光層發(fā)射的光的各種顏色的各種像素圖案。例如，該器件包括具有紅色、綠色和藍(lán)色子像素的像素。因而，OEL器件是電流驅(qū)動發(fā)光器件，其根據(jù)兩電極之間的電流發(fā)射紅色、綠色和藍(lán)色光以顯示預(yù)定圖象。可通過使OEL器件中的中間層的發(fā)光層發(fā)射紅光491、綠光492或藍(lán)光493而產(chǎn)生各種顏色，如圖12中所示。子像素的排列并不限于圖12中所示的例子，其可以排列為條形、馬賽克形或三角形排列。此外，每個子像素單元中的OTFT410和存儲電容器440并不限于圖12中所示的例子。
為了使發(fā)光層發(fā)射紅光，具有紅光發(fā)射層的子像素491可由聚(1，4-亞苯基亞乙烯基(phenylenevinlyene))衍生物；尼羅紅(Nilered)；4-(二氰基亞甲基(dicyanomethyelene))-2-甲基-6-(久洛尼定-4-基-乙烯基)-4H-吡喃(dcm2)，2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基，21H，23H-卟吩鉑(II)(PEOEP)；和4-(二氰基亞甲基)-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基lulolidyl-9-enyl)-4H-吡喃形成。具有綠光發(fā)射層的子像素492可由10-(2-苯并噻唑基(benzothoiazolyl))-2，3，6，7-四氫(tetrahydro)-1，1，7，7，-四甲基-1H，5H，11H-[1]苯并吡喃(benzopyrano)[6，7，8，ij]喹嗪(C545T)；三(8-羥基喹啉合)鋁(Alq3)；三(2-(2-吡啶基苯基)-C，N))銥(II)(Ir)ppy形成。此外，具有藍(lán)色光發(fā)射層的子像素493可由芴基聚合物；螺芴基聚合物；咔唑基低分子聚合物，如二咔唑(dicarbazole)茋(DCS)(也稱作二[咔唑-(9)]-茋；和4，4’-二(2，2’-diphenylenethen-1-基)-N，N’-二(苯基)對二氨基聯(lián)苯(a-NPD)形成。
圖13是依照本發(fā)明第四個實施方案的包含OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件的子像素單元的示意性橫截面圖。參照圖13，包含對電極461、包含發(fā)光層的中間層487和像素電極481的OEL器件設(shè)置在基板481上。兩個交錯型的p型OTFT 410和450，以及存儲電容器440形成在OEL器件上。此外，第一OTFT 410的第二電極413與OEL器件的像素電極462相連。上面的結(jié)構(gòu)與上面實施方案的相同。
依照本實施方案的OEL顯示器件與第三個實施方案中的區(qū)別在于在基板481和對電極461之間設(shè)置有濾色器495。
在依照第三個實施方案的OEL顯示器件中，OEL器件中包括的發(fā)光層由發(fā)射紅色、綠色和藍(lán)色光的材料形成。這允許使用發(fā)射的光來顯示全色圖象。然而，在依照第四個實施方案的OEL顯示器件中，發(fā)光層是白色的，且從發(fā)光層發(fā)射的白色光穿過濾色器495，從而發(fā)射紅色、綠色或藍(lán)色光。這里，白色光包括所有可見波長的光，或具有在對應(yīng)于紅色、綠色或藍(lán)色的波長處有峰值的光譜。
圖14是依照本發(fā)明第五個實施方案的包含OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件中的子像素單元的示意性橫截面圖。
參照圖14，包含對電極461、包含發(fā)光層的中間層487和像素電極481的OEL器件設(shè)置在基板481上。兩個交錯型的p型OTFT 410和450，以及存儲電容器440形成在OEL器件上。此外，第一OTFT 410的第二電極413與OEL器件的像素電極462相連。上面的結(jié)構(gòu)與上面本第五個實施方案與第三個和第四個實施方案的區(qū)別在于在基板481與對電極461之間設(shè)置有顏色轉(zhuǎn)換層496。在依照本發(fā)明的OEL顯示器件中，發(fā)光層形成為藍(lán)色光發(fā)射層，從發(fā)光層發(fā)出的藍(lán)色光通過顏色轉(zhuǎn)換層496轉(zhuǎn)換為紅色、綠色或藍(lán)色光，由此顯示全色圖象。
圖15、圖16、圖17和圖18是制造依照本發(fā)明的包含OTFT的有源矩陣型OEL顯示器件的工序的示意性橫截面圖。
參照圖15，在基板481的整個表面上或在基板481上每個子像素處形成對電極461。通過噴墨印刷、旋涂或熱轉(zhuǎn)印方法在對電極上形成具有發(fā)光層的中間層487。之后，在中間層487上的每個子像素處形成像素電極462。此外，在像素電極462上形成保護(hù)層485之后，在每個子像素的保護(hù)層485上形成暴露像素電極462的一部分的第一接觸孔485a?？捎眉す鉄g技術(shù)(LAT)形成第一接觸孔485a。
在執(zhí)行完上面的工序后，如圖16中所示形成通過第一接觸孔485a與像素電極462連接的第二電極413、彼此整體形成的第一電極412和第一電容器電極441、第四電極453以及第三電極452?？梢允褂美谜诒窝谀５某练e方法或通過噴墨印刷圖形化第二電極413、第一電極412、第一電容器電極441、第四電極453以及第三電極452。
接下來，通過真空沉積或熱蒸鍍方法在基板481的整個表面上形成覆蓋上述電極的p型有機(jī)半導(dǎo)體層480，如圖17中所示。此外，使用旋涂方法在整個p型有機(jī)半導(dǎo)體層480上形成柵絕緣層。在p型有機(jī)半導(dǎo)體層480和柵絕緣層483中形成第二接觸孔483a，以暴露第四電極453?？梢杂肔AT方法形成第二接觸孔483a。
在柵絕緣層483上形成第一柵電極411和第二柵電極451。制造通過第二接觸孔483a與第四電極453連接的且在第一電容器電極441之上形成的第二電容器電極442，同時以使用遮蔽掩模的沉積方法或噴墨印刷方法對其圖形化。因而，如圖18中所示制造包含p型OTFT和存儲電容器的OEL顯示器件。在通過上面的工藝制造的OEL器件和OTFT上形成密封元件和前基板。
可以很容易地制造包含p型OTFT和存儲電容器的OEL器件的陣列，因而可以大規(guī)模生產(chǎn)。通過蒸鍍或旋涂方法執(zhí)行形成OEL器件460后所進(jìn)行的工藝，并可通過上面的工藝大規(guī)模生產(chǎn)。例如，當(dāng)在OEL器件上設(shè)置OTFT時，可通過使用遮蔽掩模的沉積方法圖形化金屬電極。此外，可通過旋涂或沉積方法形成p型有機(jī)半導(dǎo)體層480，并且可通過使用有機(jī)材料旋涂表面而形成柵絕緣層。因此，可制造具有上述結(jié)構(gòu)的OEL顯示器件，而不損壞設(shè)置在顯示器件下的OEL器件。
在制造過程中，可以在形成對電極461的工藝與形成中間層487的工藝之間進(jìn)一步加入形成像素限定層的工藝。在該情形中，在形成對電極461之后，在整個基板481上的對電極461上涂覆像素限定層的材料，然后，使用光刻方法圖形化該材料并烤焙該材料。由于還沒有形成由有機(jī)層形成的元件，因而可以上面的工藝形成像素確定層。
此外，可進(jìn)一步包括在基板481上形成濾色器的工藝，所述濾色器將白光過濾成紅色、綠色或藍(lán)色光。可以在形成中間層487中包含的發(fā)光層(發(fā)射白光的層)和形成對電極461之前進(jìn)行該工藝。否則，可在形成發(fā)射藍(lán)色光的層和形成對電極461之前進(jìn)一步包括在基板481上形成將藍(lán)色轉(zhuǎn)換光成紅色、綠色或藍(lán)色光的顏色轉(zhuǎn)換層的工藝。依照本發(fā)明包含OTFT的OEL顯示器件和制造該顯示器件的方法，可獲得下面的效果。
因為p型OTFT形成在OEL器件上，所以可獲得大約100％的開口率。
此外，因為開口率大約為100％，所以可以減小給OEL器件施加的、用于獲得預(yù)定亮度的電流，由此減小了功耗并增加了OEL器件的壽命。
為了提高OTFT的開態(tài)電流水平，希望OTFT的尺寸較大。依照本發(fā)明，OTFT位于OEL器件的上面部分，因而不必減小開口率就可獲得足夠大的OTFT。
此外，因為OTFT以交錯結(jié)構(gòu)形成，所以簡化了結(jié)構(gòu)，并提高了產(chǎn)率。
因為容易以陣列形式制造有源矩陣型OEL器件，所以可通過大規(guī)模制造器件而減小制造成本。
盡管參照示例性的實施方案特別顯示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到，在不脫離所附權(quán)利要求確定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以采取形式和細(xì)節(jié)的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種包含有機(jī)薄膜晶體管的有源矩陣型電致發(fā)光顯示器件，該顯示器件包括對電極；在對電極上的至少包含發(fā)光層的中間層；形成在中間層上的像素電極；設(shè)置在像素電極上并與像素電極絕緣的第一電極；設(shè)置在像素電極上并與像素電極相連的第二電極；與第一電極和第一漏電極接觸的p型有機(jī)半導(dǎo)體層；以及設(shè)置在p型有機(jī)半導(dǎo)體層上的并與第一電極、第一漏電極和p型有機(jī)半導(dǎo)體層絕緣的第一柵電極。
2.權(quán)利要求1的顯示器件，其中在像素電極上形成保護(hù)層，其中第一電極和第二電極形成在保護(hù)層上，以及其中第二電極通過形成在保護(hù)層上的接觸孔與像素電極相連。
3.權(quán)利要求1的顯示器件，其中在p型有機(jī)半導(dǎo)體層上形成柵絕緣層，以及其中第一柵電極形成在柵絕緣層上。
4.權(quán)利要求3的顯示器件，其中柵絕緣層由有機(jī)材料形成。
5.權(quán)利要求1的顯示器件，進(jìn)一步包括電容器；與第二電容器電極相連的第四電極；與第四電極接觸的有機(jī)半導(dǎo)體層；與有機(jī)半導(dǎo)體層接觸的第三電極；和與第四電極、第三電極和有機(jī)半導(dǎo)體層絕緣的第二柵電極，其中所述電容器包括與第一電極相連的第一電容器電極，以及面對第一電容器電極并與第一柵電極相連的第二電容器電極。
6.權(quán)利要求5的顯示器件，其中第一漏電極、第一電極、第一電容器電極、第四電極和第三電極都設(shè)置在相同的平面上，以及其中第一柵電極、第二電容器電極和第二柵電極都設(shè)置在相同的平面上。
7.權(quán)利要求1的顯示器件，其中對電極是透明電極，以及其中像素電極是反射電極。
8.權(quán)利要求1的顯示器件，其中在對電極上設(shè)置有像素限定層。
9.權(quán)利要求1的顯示器件，其中在中間層中包含的發(fā)光層發(fā)射紅色、綠色或藍(lán)色光。
10.權(quán)利要求1的顯示器件，其中發(fā)光層是發(fā)射白光的層，以及其中進(jìn)一步包括將發(fā)光層發(fā)射的白光過濾成紅色、綠色或藍(lán)色光的濾色器。
11.權(quán)利要求1的顯示器件，其中發(fā)光層發(fā)射藍(lán)色光，以及其中在對電極和包含發(fā)光層的中間層之間進(jìn)一步設(shè)置將發(fā)光層發(fā)射的藍(lán)色光轉(zhuǎn)換為紅色、綠色或藍(lán)色光的顏色轉(zhuǎn)換層。
12.一種制造包含有機(jī)薄膜晶體管的有源矩陣型有機(jī)電致發(fā)光顯示器件的方法，包括在基板的整個表面上或以預(yù)定圖案形成對電極；在對電極上形成至少包含發(fā)光層的中間層；在中間層上形成預(yù)定圖案的像素電極；在基板的整個表面上形成覆蓋像素電極的保護(hù)層；在保護(hù)層上形成接觸孔以暴露像素電極；在保護(hù)層上形成通過第一接觸孔與像素電極相連的第二電極、彼此整體形成的第一電極和第一電容器電極、第四電極以及第三電極；在基板的整個表面上形成覆蓋所述電極的p型有機(jī)半導(dǎo)體層；在整個基板之上的p型有機(jī)半導(dǎo)體層上形成柵絕緣層；在p型有機(jī)半導(dǎo)體層和柵絕緣層中形成第二接觸孔，以暴露第四電極；以及在柵絕緣層上形成第一柵電極、通過第二接觸孔與第四電極相連的第二電容器電極、以及第二柵電極。
13.權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括在形成對電極之后且形成中間層之前形成像素限定層。
14.權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括形成對應(yīng)于發(fā)光層的像素圖案。
15.權(quán)利要求12的方法，其中發(fā)光層發(fā)射白光，以及其中所述方法進(jìn)一步包括在形成對電極之前，在基板上形成將發(fā)光層發(fā)射的白光過濾成紅色、綠色或藍(lán)色光的濾色器。
16.權(quán)利要求12的方法，其中發(fā)光層發(fā)射藍(lán)色光，以及其中所述方法進(jìn)一步包括在形成對電極之前，在基板上形成將發(fā)光層發(fā)射的藍(lán)色光轉(zhuǎn)換為紅色、綠色或藍(lán)色光的顏色轉(zhuǎn)換層。
全文摘要
提供了一種包含p型有機(jī)薄膜晶體管(TFT)的有源矩陣型電致發(fā)光(OEL)顯示器件。該器件具有高開口率，并很容易以陣列結(jié)構(gòu)制造。該顯示器件包括對電極，在對電極上的至少包含發(fā)光層的中間層，形成在中間層上的像素電極，設(shè)置在像素電極上并與像素電極絕緣的第一電極，設(shè)置在像素電極上并與像素電極相連的第二電極，與第一電極和第一漏電極接觸的p型有機(jī)半導(dǎo)體層；以及設(shè)置在p型有機(jī)半導(dǎo)體層上的并與第一電極、第一漏電極和p型有機(jī)半導(dǎo)體層絕緣的第一柵電極。
文檔編號G09F9/00GK1725914SQ2005100786
公開日2006年1月25日 申請日期2005年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月23日
發(fā)明者具在本, 徐旼徹 申請人:三星Sdi株式會社