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有機發(fā)光顯示裝置及其制造方法與流程

文檔序號:12180435閱讀:140來源:國知局
有機發(fā)光顯示裝置及其制造方法與流程

技術領域

本發(fā)明涉及一種有機發(fā)光顯示裝置,更具體地,本發(fā)明涉及一種在顯示裝置是頂部發(fā)光型時能夠實現內部像素集成設計并確保充分性能的有機發(fā)光顯示裝置及其制造方法。



背景技術:

隨著近來諸如移動通信終端和筆記本電腦之類的各種便攜式電子器械的發(fā)展,對于可應用于便攜式電子器械的平板顯示裝置的需求日益增加。

當前正在研發(fā)的平板顯示裝置的例子包括液晶顯示裝置、等離子體顯示裝置、場發(fā)射顯示裝置以及有機或無機發(fā)光二極管顯示裝置。尤其是,在有機發(fā)光顯示裝置的情形中,其應用領域通過利用有機發(fā)光顯示裝置的優(yōu)點,比如大規(guī)模生產、易于實現驅動裝置、低功耗、高畫面質量、實現大屏幕以及靈活性等的先進技術而得到擴展。

這種有機發(fā)光裝置對于每個像素包括:用于發(fā)光的有機發(fā)光二極管以及用于控制流經有機發(fā)光二極管的電流的像素電路。像素電路包括至少兩個薄膜晶體管和一存儲電容器。

同時,薄膜晶體管分類為具有頂柵結構的薄膜晶體管和具有底柵結構的薄膜晶體管。

對于具有頂柵結構的薄膜晶體管(TFT)的形成,首先在基板上方形成非晶硅層。然后非晶硅層利用受激準分子層被結晶,由此形成為多晶硅層。隨后在結晶后的多晶硅層上方涂覆光刻膠膜(未示出)。光刻膠膜經受曝光和顯影,以形成光刻膠膜圖案。然后通過采用光刻膠膜圖案作為掩模,蝕刻多晶硅層,以在分別對應于每個像素的期望部分的多個區(qū)域中留下有源層。然后形成柵極絕緣膜以覆蓋有源層。最終在柵極絕緣膜上對應于有源層形成柵極。

另一方面,以如下方式實現具有底柵結構的TFT的形成:有源層和柵極的形成與具有頂柵結構的TFT的有源層和柵極的形成相反。同時,在400℃或更高的溫度下執(zhí)行將非晶硅結晶為多晶硅的結晶工藝,由此,在底柵結構的結晶工藝期間可能發(fā)生有源層的斷開。由于這個原因,近來開發(fā)的有機發(fā)光顯示裝置優(yōu)選在完成結晶之后形成柵極的具有頂柵結構的TFT,以便消除有源層斷開的問題。

下文中,將參照附圖描述包括具有頂柵結構的TFT的常規(guī)有機發(fā)光顯示裝置的一個像素。

圖1是示出常規(guī)有機發(fā)光顯示裝置的一個像素的電路圖。圖2是沿穿過圖1中示出的驅動晶體管和開關TFT的線截取的剖面圖。

圖1示出了具有基本結構的有機發(fā)光顯示裝置中的像素電路的構造。像素電路包括開關TFT ST、連接到開關TFT ST的驅動TFT DT以及連接到驅動TFT DT的有機發(fā)光二極管OLED。

在柵極線GL和數據線DL彼此交叉的區(qū)域中形成開關TFT ST。開關TFT ST用于選擇像素。如圖2中所示,開關TFT ST包括:從柵極線GL突出的開關柵極SG 10、從數據線DL分支的開關源極SS、開關漏極SD 45以及具有開關溝道區(qū)的第一有源層60。

在這種情形中,由標號60a指代的開關溝道區(qū)通過第一有源層60的與開關柵極SG交疊的部分來限定。設置在開關溝道區(qū)60a的相對兩側的第一有源層60的部分由雜質離子摻雜,由此,分別用作源極區(qū)60b和漏極區(qū)60c。源極區(qū)60b和漏極區(qū)60c分別連接至開關TFT ST的開關源極SS和開關漏極SD。

同時,驅動TFT DT用于驅動由開關TFT ST選擇的像素的有機發(fā)光二極管OLED。驅動TFT DT包括:連接至開關TFT ST的開關漏極SD的驅動柵極DG 15、包括在基準電壓線RL中的驅動源極DS、與驅動源極DS間隔開的驅動電極圖案DD 55、以及第二有源層70,第二有源層70具有驅動溝道區(qū)70a以及在驅動溝道區(qū)70a周圍分別連接至驅動源極DS和驅動電極圖案DD 55的源極區(qū)和漏極區(qū)70c。驅動TFT DT的驅動電極圖案DD連接至有機發(fā)光二極管OLED的第一電極。

驅動柵極DG 15在分別與開關漏極45和驅動電極圖案55交疊的同時,布置在開關TFT ST上方和驅動TFT DT下方。在驅動柵極DG 15和開關漏極45的交疊部分處設置電連接,由此,將開關TFT ST的漏極和驅動TFT DT的柵極連接。

此外,可通過驅動TFT DT的驅動柵極DG 15與驅動電極圖案55的交疊部分,限定存儲電容器Cst。

在常規(guī)的有機發(fā)光顯示裝置中,被形成為在平面上具有筆直形狀的開關漏極SD和驅動柵極DG應當在平面上彼此交疊,以便實現開關TFT的漏極和驅動TFT的柵極之間的連接。開關漏極SD和驅動柵極DG具有拉長的平面筆直電極形狀。在這種情形中,即使當在平面圖中觀看時驅動電極圖案DD 55與驅動柵極DG 15交疊,用作存儲電容器Cst的一個電極的驅動電極圖案DD 55也不應當連接到驅動柵極DG 15。因此,當在平面圖中觀看時,至少驅動柵極DG 15與第二有源層70和驅動電極圖案55的連接部分應當彼此間隔開。由于驅動柵極DG 15與第二有源層70和驅動電極圖案DD 55的連接部分保持平面間距,驅動電極圖案DD 55與驅動柵極DG 15之間的交疊區(qū)很小。結果,由交疊區(qū)確定的存儲電容將不足。

同時,隨著應用領域的逐漸擴展,正在加速開發(fā)有機發(fā)光顯示裝置來滿足對于大面積和高密度的需求。特別是,由于分辨率增大,單位像素的尺寸減小。單位像素的尺寸減小意味著布置有TFT和存儲電容器的單位像素的空間減小。在上述常規(guī)的有機發(fā)光顯示裝置中,存在當確保足夠的存儲電容器區(qū)域時像素尺寸增大的問題。由于這個原因,在同時確保高分辨率和存儲電容器的充分性能方面存在困難。

同時,通過連接至驅動TFT DT的漏極DD 55的第一電極、包括有機發(fā)光層的有機層、以及第二電極的層疊來形成有機發(fā)光二極管OLED。

此外,有機發(fā)光二極管的像素間位置可能根據發(fā)光類型而變化。例如,在頂部發(fā)光型中,有機發(fā)光二極管能夠在其頂側發(fā)光,而不考慮其與包括遮光金屬布線的像素電路的交疊。但是,在底部發(fā)光型中,遮光金屬布線會遮擋發(fā)光,由此,有機發(fā)光二極管的開口率可能會隨著像素電路面積的增大而減小。

在上述具有頂柵結構的常規(guī)有機發(fā)光顯示裝置中,當在平面圖中觀看時,應當在彼此間隔開的開關TFT和驅動TFT的有源層之間布置在一個方向上連接的開關漏極和驅動柵極。由于這個原因,在實現滿意的內部像素電路集成方面存在困難。因此,具有頂柵結構的常規(guī)有機發(fā)光顯示裝置應當確保在內部像素電路區(qū)域之間的空間,并且在確保高分辨率時存在困難。

此外,由于頂柵結構的特性,在有源層上方布置在像素區(qū)中占用相對較小面積的柵極層,由此,在確保用于存儲電容器的區(qū)域方面存在困難。也就是說,很難確保與具有很小面積的柵極金屬層交疊的區(qū)域。由于這個原因,在確保具有充分性能的存儲電容器方面存在困難。



技術實現要素:

因此,本發(fā)明旨在提供一種基本上避免了由于相關技術的限制和缺點而導致的一個或多個問題的有機發(fā)光顯示裝置及其制造方法。

本發(fā)明的一個目的是提供一種在顯示裝置是頂部發(fā)光型時能夠實現內部像素集成設計并確保充分性能的有機發(fā)光顯示裝置及其制造方法。

在下面的描述中將部分列出本發(fā)明的附加優(yōu)點、目的和特征,這些優(yōu)點、目的和特征的一部分根據下面的解釋對于所屬領域普通技術人員將變得顯而易見或者可通過本發(fā)明的實施領會到。通過說明書、權利要求書以及附圖中具體指出的結構可實現和獲得本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點。

為了實現這些目的和其他優(yōu)點并根據本發(fā)明的意圖,如在此具體化和概括描述的,一種有機發(fā)光顯示裝置包括:在基板上彼此交叉的柵極線和數據線;與所述柵極線平行地延伸的感測線,以及與所述數據線平行地延伸的電流驅動線和基準電壓線;通過存儲電極和驅動柵極的交疊而提供的存儲電容器,其中所述存儲電極和所述驅動柵極分別位于不同的層上;與所述柵極線交叉的第一有源層,其中所述第一有源層的相對兩端連接到所述驅動柵極和所述數據線;以及在與所述驅動柵極交疊的同時與所述第一有源層間隔開的第二有源層,其中從所述驅動柵極突出的第二有源層具有分別連接到所述電流驅動線和所述存儲電極的相對側部。

所述第二有源層可從連接到所述存儲電極的部分延伸,使得所述第二有源層在與所述感測線交叉的同時連接到所述基準電壓線。

所述第一有源層和所述第二有源層可布置在相同的層上;所述驅動柵極布置在所述第一有源層和所述第二有源層的下方;并且所述存儲電極布置在所述驅動柵極的下方。

所述有機發(fā)光顯示裝置還可包括:開關電極圖案,在所述第一有源層和所述驅動柵極彼此交疊的區(qū)域中布置在所述第一有源層的上方。

所述開關電極圖案可穿透所述第一有源層的一端,使得所述開關電極圖案在橫向連接到所述第一有源層的同時連接到所述驅動柵極的上表面。所述第一有源層在其與所述柵極線交疊的部分處具有第一開關溝道區(qū);并且通過所述柵極線、所述第一有源層、橫向連接到所述第一有源層的一端的開關電極圖案、以及連接到所述第一有源層的另一端的數據線,限定第一開關薄膜晶體管。

此外,所述有機發(fā)光顯示裝置還可包括:布置在所述第二有源層上方的驅動電極圖案,其中所述驅動電極圖案在與所述存儲電極交疊的同時不與所述驅動柵極交疊。

此外,所述驅動電極圖案可穿透所述第二有源層,其中所述驅動電極圖案在橫向連接到所述第二有源層的同時連接到所述存儲電極的上表面;所述第二有源層在其與所述驅動柵極交疊的部分處具有驅動溝道區(qū);并且通過所述驅動柵極、所述第二有源層、連接到所述第二有源層的電流驅動線、以及所述驅動電極圖案,限定驅動薄膜晶體管。

通過所述第二有源層、與所述第二有源層交叉的感測線、連接到所述第二有源層的基準電壓線、以及所述驅動電極圖案,可限定第二開關薄膜晶體管。

所述有機發(fā)光顯示裝置還可包括:在與所述驅動柵極交疊的同時連接到所述開關電極圖案的輔助驅動柵極。

所述柵極線和所述感測線可分別布置在所述第一有源層和所述第二有源層上方;并且所述數據線、所述基準電壓線和所述電流驅動線可布置在所述柵極線和所述感測線上方。

所述輔助驅動柵極可在與所述第二有源層部分交疊的同時,布置在與所述柵極線相同的層上。

此外,在所述第一有源層的摻雜區(qū)中可設置所述開關電極圖案與所述第一有源層之間的橫向連接;并且在所述第二有源層的摻雜區(qū)中可設置所述驅動電極圖案與所述第二有源層之間的橫向連接。

在所述第一有源層的相對兩端分別在其橫向連接部分處可具有利用高濃度雜質離子的摻雜而形成的高度摻雜區(qū),所述第一開關溝道區(qū)是未摻雜區(qū)。

在所述未摻雜區(qū)與每個所述高度摻雜區(qū)之間可設置有輕度摻雜區(qū)。

所述第二有源層在其與所述感測線交疊的部分處具有第二開關溝道區(qū),所述第二有源層在其從所述驅動柵極突出并連接到所述驅動電極圖案的部分處以及在其連接到所述電流驅動線的部分處具有利用高濃度雜質離子的摻雜而形成的高度摻雜區(qū),所述第二有源層還在其連接到所述基準電壓線的部分處具有高度摻雜區(qū);所述驅動溝道區(qū)和所述第二開關溝道區(qū)是未摻雜區(qū)。

在每個所述未摻雜區(qū)與相應的高度摻雜區(qū)之間設置有輕度摻雜區(qū)。

所述有機發(fā)光顯示裝置還可包括:用于限定發(fā)光區(qū)的堤部;以及有機發(fā)光二極管,其包括:連接到所述驅動電極圖案的第一電極、布置在所述發(fā)光區(qū)中的發(fā)光層、以及布置在所述發(fā)光層上的第二電極。

所述堤部可包括限定所述發(fā)光區(qū)的第一厚度部分、以及在具有小于所述第一厚度部分的寬度的同時形成在所述第一厚度部分上的第二厚度部分,所述第二厚度部分用作間隔物。

所述發(fā)光區(qū)可與所述存儲電容器完全交疊。

此外,根據不同實施方式的一種有機發(fā)光顯示裝置包括:具有矩陣形式的多個像素的基板;在所述基板上的每個像素處的存儲電極;在所述存儲電極上方的驅動柵極,其中在所述存儲電極與所述驅動柵極之間插入有第一層間絕緣膜,所述驅動柵極與所述存儲電極交疊以限定存儲電容器;在所述驅動柵極上方的第一有源層和第二有源層,其中在所述驅動柵極與所述第一有源層、所述第二有源層之間插入有柵極絕緣膜,所述第一有源層和所述第二有源層在分別與所述驅動柵極和所述存儲電極交疊的同時彼此間隔開;在所述第一有源層上方的柵極線和感測線,其中在所述第一有源層與所述柵極線、所述感測線之間插入有第二柵極絕緣膜,所述柵極線和所述感測線平行地延伸以與所述第一有源層和所述第二有源層交叉;布置在所述柵極線和所述感測線上方的、在與所述柵極線交叉的方向上延伸的數據線、電流驅動線和基準電壓線,在所述柵極線、所述感測線與所述數據線、所述電流驅動線和所述基準電壓線之間插入有第二層間絕緣膜,其中所述數據線連接到所述第一有源層的一端,所述電流驅動線和所述基準電壓線分別連接到所述第二有源層的相對兩端;以及布置在所述第二層間絕緣膜上的開關電極圖案和驅動電極圖案,其中所述開關電極圖案和所述驅動電極圖案設置在與所述數據線相同的層上,所述開關電極圖案連接到所述第一有源層的另一端,并且所述驅動電極圖案連接到所述存儲電極的從所述驅動柵極突出的部分。

在這種情形下,所述有機發(fā)光顯示裝置還可包括:輔助驅動柵極,所述輔助驅動柵極布置在所述第二柵極絕緣膜上并與所述驅動柵極交疊,其中所述輔助驅動柵極連接到所述開關電極圖案。

所述開關電極圖案可僅連接到所述輔助驅動柵極的側表面。

可利用通過暴露所述輔助驅動柵極的一部分而形成的接觸孔,提供在所述輔助驅動柵極的上表面與所述開關電極圖案之間的電連接。

此外,一種有機發(fā)光顯示裝置的制造方法可包括:制備具有矩陣形式的多個像素的基板;在所述基板上的每個像素處形成存儲電極;在所述存儲電極上方形成驅動柵極,其中在所述存儲電極與所述驅動柵極之間插入有第一層間絕緣膜,使得所述驅動柵極與所述存儲電極交疊以限定存儲電容器;在所述驅動柵極上方形成第一有源層和第二有源層,其中在所述驅動柵極與所述第一有源層、所述第二有源層之間插入有柵極絕緣膜,使得所述第一有源層和所述第二有源層在分別與所述驅動柵極和所述存儲電極交疊的同時彼此間隔開;在所述第一有源層上方形成柵極線和感測線,其中在所述第一有源層與所述柵極線、所述感測線之間插入有第二柵極絕緣膜,使得所述柵極線和所述感測線平行地延伸以與所述第一有源層和所述第二有源層交叉;以及在所述柵極線和所述感測線上方形成數據線、電流驅動線和基準電壓線,在所述柵極線、所述感測線與所述數據線、所述電流驅動線和所述基準電壓線之間插入有第二層間絕緣膜,使得所述數據線、所述電流驅動線和所述基準電壓線在與所述柵極線交叉的方向上延伸,所述數據線連接到所述第一有源層的一端,所述電流驅動線和所述基準電壓線分別連接到所述第二有源層的相對兩端,并且在所述第二層間絕緣膜上在與所述數據線相同的層上形成開關電極圖案和驅動電極圖案,其中所述開關電極圖案連接到所述第一有源層的另一端,并且所述驅動電極圖案連接到所述存儲電極的從所述驅動柵極突出的部分。

應當理解,本發(fā)明前面的大體性描述和下面的詳細描述都是例示性的和解釋性的,意在對要求保護的本發(fā)明提供進一步的解釋。

附圖說明

給本發(fā)明提供進一步理解并且并入本申請組成本申請一部分的附圖圖解了本發(fā)明的實施方式,并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:

圖1是示出常規(guī)有機發(fā)光顯示裝置的一個像素的電路圖;

圖2是沿穿過圖1所示的驅動晶體管和開關薄膜晶體管(TFT)的線截取的剖面圖。

圖3是示出根據本發(fā)明的有機發(fā)光顯示裝置的一個像素的電路圖;

圖4是示出根據本發(fā)明第一實施方式的有機發(fā)光顯示裝置的一個像素的平面圖;

圖5是沿圖4的線I-I’截取的剖面圖;

圖6是示出根據本發(fā)明的有機發(fā)光顯示裝置的制造工序的流程圖;

圖7是示出根據本發(fā)明第二實施方式的有機發(fā)光顯示裝置的一個像素的平面圖;

圖8A是沿圖7的線II-II’截取的剖面圖;

圖8B和8C是示出由第二實施方式改型的實施方式的剖面圖;

圖9是描繪了當驅動TFT具有頂柵結構以及當驅動TFT具有底柵結構時展現的Vg-Id特性的圖表;以及

圖10是描繪了當驅動TFT具有頂柵結構以及當驅動TFT具有底柵結構時展現的Vd-Id特性的圖表。

具體實施方式

下文中,將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。在整個說明書中,相同的標號基本上指代相同的組成元素。而且,在描述本發(fā)明時,當對于本發(fā)明所涉及的公知技術的詳細描述被判斷為會模糊本發(fā)明的主旨時,將省略此詳細描述。此外,為了便于理解本發(fā)明而選擇了在下文中使用的組成元素的名稱,這些名稱可能與實際產品的名稱不同。

如上所述,在上述常規(guī)有機發(fā)光顯示裝置中采用頂柵結構的原因在于,在底柵結構中,沿柵極的錐形部分形成有源層,在有源層的結晶期間有源層的晶體成分聚結,由此導致有源層在柵極的錐形部分處斷開,因此應當防止這種斷開。

本發(fā)明的發(fā)明人提出即使采用上述底柵結構,也能通過柵極的形狀改變來解決有源層的斷開問題。

在本發(fā)明中,具有底柵結構的驅動柵極在其側部具有輕微的斜度,以便在確保存儲電容器的充分區(qū)域的同時,解決有源層的晶體成分在柵極錐形部分處的斷開問題。因此,在本發(fā)明中,在不會有損耗的情形下在像素區(qū)中確保了有效的電路區(qū)域,增大了集成度,由此確保了高分辨率。

圖3是示出根據本發(fā)明的有機發(fā)光顯示裝置的一個像素的電路圖。

首先,將結合電路構造描述根據本發(fā)明的有機發(fā)光顯示裝置的一個像素。如圖3所示,像素包括:布置在柵極線GL和數據線DL之間的第一開關薄膜晶體管(TFT)SW1、連接在開關TFT SW1和電流驅動線VDL之間的驅動TFT D-TFT、連接在驅動TFT D-TFT和基準電壓線RL之間的第二開關TFT SW2、連接在位于第一開關TFT SW1和驅動TFT D-TFT之間的連接點即第一節(jié)點A,與位于驅動TFT D-TFT和第二開關TFT SW2之間的連接點即第二節(jié)點B之間的存儲電容器Cst、以及布置在第二節(jié)點B和接地端子之間的有機發(fā)光二極管OLED。在彼此交叉的柵極線GL和數據線DL之間限定像素的像素區(qū)。在基板(圖5中的“100”)上以矩陣形式布置像素區(qū)。

同時,第一開關TFT SW1的開關漏極SD1和驅動TFT D-TFT的驅動柵極DG連接到第一節(jié)點A。驅動TFT D-TFT的驅動電極圖案DD和第二開關TFT SW2的第二開關漏極SD2連接到第二節(jié)點B。

第一和第二開關TFT SW1和SW2的相應柵極SG1和SG2連接到柵極線SL和感測線SSL。

第一開關TFT SW1選擇根據施加到柵極線GL的信號而驅動的相應一個像素。連接到第一開關TFT SW1的驅動TFT D-TFT控制選定像素的驅動電流,并且將受控的驅動電流提供至有機發(fā)光二極管OLED。同時,存儲電容器Cst在一個幀保持從第一開關TFT SW1提供的電壓,由此,將驅動TFT D-TFT保持在預定電壓。為此,將存儲電容器Cst布置在驅動TFT D-TFT的驅動柵極DG和驅動電極圖案DD之間。在這種情形中,在根據從感測線SSL提供的感測信號導通第二開關TFT SW2的同時,連接到第二開關TFT SW2的存儲電容器Cst向第二節(jié)點B提供從基準電壓線RL提供的初始化電壓。這意味著根據感測信號在具體時間段從感測線SSL的施加來實現初始化。

第一實施方式

圖4是示出根據本發(fā)明第一實施方式的有機發(fā)光顯示裝置的一個像素的平面圖。圖5是沿圖4的線I-I’截取的剖面圖。

下文中,將參照圖4和圖5描述具有上述有機發(fā)光顯示裝置的電路構造的根據本發(fā)明第一實施方式的有機發(fā)光顯示裝置。根據本發(fā)明第一實施方式的有機發(fā)光顯示裝置除了其平面和剖面布置之外,具有與上述電路構造相同的電連接構造。

如圖4和圖5所示,根據本發(fā)明第一實施方式的有機發(fā)光顯示裝置的一個像素區(qū)可由彼此交叉的柵極線GL和數據線DL來限定。

在有機發(fā)光顯示裝置的每個像素區(qū)中,布置與柵極線平行的感測線SSL,并且布置與數據線DL平行的電流驅動線VDL和基準電壓線RL。有機發(fā)光顯示裝置在每個像素區(qū)中包括:存儲電容器Cst,其由在彼此交疊的同時布置在像素區(qū)中的不同層上的存儲電極110和驅動柵極120限定;第一有源層130,在其相對兩端連接至驅動柵極120和數據線DL;以及第二有源層140,其在與驅動柵極120交疊的同時與第一有源層130彼此間隔開。第二有源層140具有在從驅動柵極120橫向(或側向)突出的同時連接至電流驅動線VDL和存儲電極110的相對側部。

在這種情形中,第二有源層140在與感測線SSL交叉的同時從其連接到存儲電極110的部分延伸,由此連接到基準電壓線RL。

第一有源層130和第二有源層140布置在相同層上。驅動柵極120布置在第一有源層130和第二有源層140下方。存儲電極110布置在驅動柵極120下方。

有機發(fā)光顯示裝置在每個像素區(qū)中進一步包括:開關電極圖案160,其在第一有源層130和驅動柵極120彼此交疊的區(qū)域中布置在第一有源層130上方。開關電極圖案160對應于圖3的電路中的節(jié)點A。開關電極圖案160自身用作第一開關TFT SW1的漏極。第一開關TFT SW1與驅動TFT D-TFT和存儲電容器Cst一起連接到開關電極圖案160。

開關電極圖案160在橫向連接到第一有源層130的同時延伸經過(或者穿透)第一有源層130的一端。開關電極圖案160還連接到驅動柵極120的上表面。由此,提供了驅動柵極120、第一有源層130和開關電極圖案160之間的電連接。

有機發(fā)光顯示裝置在每個像素區(qū)中進一步包括:驅動電極圖案170,其布置在第二有源層140上方,使得驅動電極圖案170在不與驅動柵極120交疊的情形下與存儲電極110交疊。在這種情形中,驅動電極圖案170在橫向連接到第二有源層140的同時延伸經過(或穿透)第二有源層140。驅動電極圖案170還連接到存儲電極110的上表面。由此提供了存儲電極110、第二有源層140和驅動電極圖案170之間的電連接。在這種情形中,通過驅動柵極120、在其與驅動柵極120交疊的部分處具有驅動溝道區(qū)140a的第二有源層140、連接到第二有源層140的電流驅動線VDL、以及驅動電極圖案170來限定驅動TFT D-TFT。存儲電容器Cst形成在驅動TFT D-TFT與開關電極圖案160之間,開關電極圖案160在經由驅動電極圖案170向存儲電極110施加電壓信號時用作第一開關TFT SW1的漏極。同時,驅動電極圖案170對應于圖3的電路中的節(jié)點B。驅動電極圖案170自身用作驅動TFT D-TFT的漏極。驅動TFT D-TFT和存儲電容器Cst與第二開關TFT SW2一起連接到驅動電極圖案170。

在這種情形中,通過柵極線GL、在其與柵極線GL交疊的部分處具有第一開關溝道區(qū)160a的第一有源層130、橫向連接到第一有源層130的一端的開關電極圖案160、以及連接到第一有源層的另一端的數據線DL來限定第一開關TFT SW1。同時,如上所述,通過驅動柵極120、在其與驅動柵極120交疊的部分處具有驅動溝道區(qū)140a的第二有源層140、連接到第二有源層140的電流驅動線VDL、以及驅動電極圖案170來限定驅動TFT D-TFT。

在這種情形中,驅動柵極120不僅用作驅動TFT D-TFT的柵極,而且根據其與存儲電極的交疊還用作存儲電容器Cst的相對存儲電極。驅動柵極120被形成為與布置有第一開關TFT SW1的區(qū)域和布置有驅動TFT D-TFT的區(qū)域都交疊。因此,不需要用于形成存儲電容器Cst的分離區(qū)域,并且第一開關TFT SW1的區(qū)域和驅動TFT D-TFT的區(qū)域彼此共享存儲電容器Cst的區(qū)域。由此增強了像素區(qū)的電路集成度。

同時,第二開關TFT SW2還被包括在有機發(fā)光顯示裝置中。第二開關TFT SW2布置在第二有源層140的延伸到感測線SSL的部分處。第二開關TFT SW2由在其與感測線SSL交疊的部分處具有第二開關溝道區(qū)的第二有源層140、連接到第二有源層140的基準電壓線RL以及驅動電極圖案170構成。

此外,第一開關TFT SW1和驅動TFT D-TFT在不使用單獨電極的條件下直接連接。也就是說,在布置在上側的同時用作第一開關TFT SW1的開關漏極的開關電極圖案160直接連接到布置在下側的驅動TFT D-TFT的驅動柵極120。因此,可以消除在常規(guī)平面雙連接結構中的集成度的劣化。

同時,第一開關TFT SW1的柵極和第二開關TFT SW2的柵極通過柵極線GL和感測線SSL的分別與第一有源層130和第二有源層140交叉的部分來限定。柵極線GL和感測線SSL布置在第一有源層130和第二有源層140上方,由此分別具有頂柵結構。另一方面,驅動柵極120布置在第一有源層130和第二有源層140下方,由此具有底柵結構。在這種情形中,在以交疊方式形成第一和第二開關TFT和驅動TFT時會具有優(yōu)勢。結果,可在像素區(qū)中形成具有高集成度的電路。因此,可容易地確保高分辨率。在這種情形中,分別在第一有源層和第二有源層上方布置柵極線GL和感測線SSL,并且在柵極線GL和感測線SSL上方布置數據線DL、基準電壓線RL和電流驅動線VDL。

第一有源層130具有“180度旋轉的L”形,使得第一有源層130在其一端橫向連接到開關電極圖案160的同時在其另一端橫向連接到數據線DL。有源層130的相對兩端分別在其橫向連接部分處具有利用高濃度雜質離子的摻雜而形成的高度摻雜區(qū)130c。在第一有源層130的未摻雜區(qū),即,第一開關溝道區(qū)160a與每個高度摻雜區(qū)130c之間可提供輕度摻雜區(qū)130b,以便實現截止電流(off-current)的減小。輕度摻雜區(qū)130b的提供是選擇性的,因而可以省略。

第二有源層140具有反轉的“Z”形。第二有源層140在其分別與驅動柵極120和感測線SSL交疊的部分處具有驅動TFT D-TFT和第二開關TFT SW2。第二有源層140在其相對兩端分別連接至布置在第二有源層140上方的電流驅動線VDL和基準電壓線RL。被驅動TFT D-TFT和第二開關TFT SW2共享為電極圖案的驅動電極圖案170在連接到第二有源層140的同時,形成在第二有源層140的布置在驅動柵極120外部的部分的上方。在這種情形中,驅動電極圖案170可以是驅動TFT D-TFT和第二開關TFT SW2的公共漏極或公共源極。驅動電極圖案170的電極作用可根據每個TFT的導電類型是n型還是p型而變化。公共漏極或公共源極連接到有機發(fā)光二極管OLED的第一電極,如此,向有機發(fā)光二極管OLED提供驅動電流。

第二有源層140在其從驅動柵極120突出并連接到驅動電極圖案170的部分處以及在其連接到電流驅動線VDL的部分處具有高度摻雜區(qū)140c。第二有源層140還在其連接到基準電壓線RL的部分處具有高度摻雜區(qū)140c。與第一有源層130類似,第二有源層140的與驅動柵極120交疊的驅動溝道區(qū)和第二有源層140的與感測線SSL交叉的第二開關溝道區(qū)是未摻雜區(qū)140a??稍诿總€未摻雜溝道區(qū)140a與相應的高度摻雜區(qū)140c之間設置輕度摻雜區(qū)140b,以便實現截止電流的減小。在相應的高度摻雜區(qū)140c處設置驅動電極圖案170與第二有源層140之間的橫向連接,由此,驅動電極圖案170和第二有源層140可在低電阻下連接。

同時,第一有源層130和第二有源層140的形狀不限于圖示的形狀。第一有源層130和第二有源層140可具有各種形狀,只要它們彼此間隔開即可。

有機發(fā)光二極管OLED包括:第一電極180、布置在發(fā)光區(qū)中的有機發(fā)光層190、以及設置在有機發(fā)光層190上的第二電極200。如果需要,可在有機發(fā)光層190下方設置空穴注入層和空穴傳輸層。此外,可在有機發(fā)光層190上方設置電子傳輸層和電子注入層。在這種情形中,空穴注入層、空穴傳輸層、有機發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入層由有機材料形成。根據蒸發(fā)工藝(其中通過蒸發(fā)經由開口沉積有機材料),利用具有開口的金屬掩模,沉積每種有機材料。

此外,有機發(fā)光二極管OLED包括堤部185,其沿著像素區(qū)的邊界布置在第一電極180上,以便限定發(fā)光區(qū)。堤部185可具有雙臺階結構,由此,可具有第一厚度部分1851和第二厚度部分1852。在雙臺階結構中,第一厚度部分1851主要用于限定發(fā)光區(qū);第二厚度部分1852在沉積包括有機發(fā)光層190的有機材料期間,在金屬掩模由于其重量而向下彎曲時直接防止金屬掩模與第一厚度部分1851接觸,由此防止第一厚度部分1851塌陷。

在本發(fā)明中,有機發(fā)光二極管OLED的發(fā)光區(qū)可被確定為具有最大尺寸,只要在沉積工藝期間發(fā)光顏色不混合即可。這是因為:本發(fā)明的有機發(fā)光二極管OLED以頂部發(fā)光方式發(fā)光,由此,即使有機發(fā)光二極管OLED與像素區(qū)中的電路構造交疊,具體而言,即使在有機發(fā)光二極管OLED下方布置的電路構造中包括遮光布線或遮光圖案,也能夠實現有機發(fā)光二極管OLED的發(fā)光。因此,發(fā)光區(qū)可與由驅動柵極120和存儲電極110的交疊部分限定的存儲電容器完全交疊。發(fā)光區(qū)也可在除了與存儲電容器交疊的部分之外的部分處最大地延伸,只要在相鄰像素之間不發(fā)生顏色混合即可。在這種情形中,第一電極180可以是反射電極,第二電極200可以是透明電極,以便實現有效的頂部發(fā)光。

圖6是示出本發(fā)明的有機發(fā)光顯示裝置的制造工序的流程圖。

下文中,將參照圖4至6描述根據本發(fā)明的有機發(fā)光顯示裝置的制造方法。

首先,制備基板100,其具有以矩陣布置的多個像素區(qū)。

基板100可進一步設置有形成在基板100上方的緩沖層(未示出)。

下文中,在每個像素區(qū),在基板100上形成島狀存儲電容器110(步驟10S)。

隨后,在存儲電容器110上形成驅動柵極120,以與存儲電容器110交疊,其中在驅動柵極120和存儲電容器110之間插入第一層間絕緣膜111(步驟20S)。在這種情形中,驅動柵極120具有約50度或更小的低橫向(或側向)斜度。

之后,在驅動柵極120上形成第一有源層130和第二有源層140,使得第一有源層130和第二有源層140經由第一柵極絕緣膜121彼此間隔開,并且分別與驅動柵極120和存儲電極110交疊(步驟30S)。第一有源層130和第二有源層140初始處于非晶狀態(tài)下。在這種狀態(tài)下,第一有源層130和第二有源層140在被用作TFT的半導體層時無法提供充分的遷移率。為此,第一有源層130和第二有源層140在被圖案化為圖示的形狀之前,利用受激準分子激光結晶,由此,形成為多晶硅層。在結晶工藝中,向第一有源層130和第二有源層140施加熱量,由此,第一有源層130和第二有源層140可能在其沿著驅動柵極120的側部傾斜的部分處斷開。因此,為了防止這種斷開,驅動柵極120具有小的橫向斜度。

之后,在第一有源層130上形成平行的柵極線GL和感測線SSL,以分別與第一有源層130和第二有源層140交叉,其中在第一有源層130與柵極線GL、感測線SSL之間插入第二柵極絕緣膜141(步驟40S)。

隨后,柵極線GL和第一有源層130在交疊區(qū)彼此交疊,并且其外圍區(qū)、感測線SSL和第二有源層140的交疊區(qū)及其外圍區(qū)、以及驅動柵極120和第二有源層140的交疊區(qū)及其外圍區(qū)被光刻膠膜圖案掩蔽。在這種狀態(tài)下,實施高濃度雜質離子的摻雜,由此形成高度摻雜區(qū)130c和140c(步驟50S)。

然后灰化光刻膠膜圖案,使得僅在驅動柵極120和第二有源層140的交疊區(qū)留下光刻膠膜圖案。在這種狀態(tài)下,在灰化之后暴露的區(qū)域中分別形成輕度摻雜區(qū)130b和140b。

通過剝離(stripping)去除光刻膠膜圖案。

之后,在包括柵極線GL和感測線SSL的第二柵極絕緣膜141上方形成第二層間絕緣膜151。

隨后,在與第一有源層130的相對兩端、第二有源層140的相對兩端、以及設置在第二有源層140的相對兩端之間并從驅動柵極120突出的第二有源層140的部分對應的區(qū)域中,選擇性去除第二層間絕緣膜151、第二柵極絕緣膜141、第一有源層130、第一柵極絕緣膜121和第一層間絕緣膜111,由此形成第一至第五接觸孔CNT1-CNT5(步驟60S)。在這種去除工藝中,執(zhí)行蝕刻,直到暴露金屬表面為止。例如,在布置有第一有源層130的一端的區(qū)域中,將第一有源層130完全穿孔,使得設置在第一有源層130下方的驅動柵極120的上表面被暴露,由此,形成第二接觸孔CNT2。同時,在第二有源層140從位于第二有源層140的相對兩端之間的驅動柵極120突出的區(qū)域中,將第二有源層140完全穿孔,使得設置在第二有源層140下方的存儲電極110的上表面被暴露,由此形成第三接觸孔CNT3。此外,在布置有第一有源層130的另一端的區(qū)域中,將第一有源層130完全穿孔,使得設置在第一有源層130下方的第一柵極絕緣膜121和第一層間絕緣膜111被蝕刻,由此形成第一接觸孔CNT1。類似地,分別在布置有第二有源層140的相對兩端的區(qū)域中,將第二有源層140完全穿孔,使得設置在第二有源層140下方的第一柵極絕緣膜121和第一層間絕緣膜111被蝕刻,由此形成第四接觸孔CNT4和第五接觸孔CNT5。

在上述蝕刻工藝中,采用對于絕緣膜和有源層展現類似蝕刻率同時對于金屬展現與對于絕緣膜和有源層的蝕刻率不同的蝕刻率的蝕刻劑或等離子體氣體。

之后,在第二層間絕緣膜151上方沉積金屬。然后蝕刻沉積的金屬,由此在與柵極線GL交叉的方向上,形成連接到第一有源層130的一端的數據線DL、以及分別連接到第二有源層140的相對兩端的電流驅動線VDL和基準電壓線RL。以如上所述的相同工藝,形成連接到第一有源層130的另一端的開關電極圖案160和連接到從驅動柵極120突出的存儲電極110的驅動電極圖案170(步驟70S)。

在這種情形中,在與第一接觸孔CNT1對應的區(qū)域中,數據線DL延伸經過第一有源層130和設置在第一有源層130下方的絕緣膜121、111。類似地,在分別與第四接觸孔CNT4和第五接觸孔CNT5對應的區(qū)域中,基準電壓線RL和電流驅動線VDL延伸經過第二有源層140和設置在第二有源層140下方的絕緣膜121、111。此外,在與第二接觸孔CNT2對應的區(qū)域中,開關電極圖案160連接到驅動柵極120,并且驅動電極圖案170連接到在與第三接觸孔CNT對應的區(qū)域中暴露的存儲電極110。

在如上所述形成第一開關TFT SW1和第二開關TFT SW2以及驅動TFT D-TFT之后,在包括數據線DL、電流驅動線VDL、基準電壓線RL、開關電極圖案160和驅動電極圖案170的第二層間絕緣膜141的整個上表面上方形成鈍化膜161。之后,形成第六接觸孔CNT6以暴露驅動TFT D-TFT的驅動電極圖案170(步驟80S)。

隨后,形成第一電極180,使得第一電極180經由第六接觸孔CNT6連接到驅動電極圖案170(步驟90S)。

形成堤部185,使得堤部185在與第一電極180部分交疊的同時敞開(open)發(fā)光區(qū)(步驟100S)。在這種情形中,堤部185可包括限定發(fā)光區(qū)的第一厚度部分1851、以及在具有小于第一厚度部分1851的寬度的同時形成在第一厚度部分1851上的第二厚度部分1852。第二厚度部分1852用作在有機材料沉積工藝期間防止金屬掩模與第一厚度部分1851直接接觸的間隔物。

之后,利用具有與發(fā)光區(qū)對應的開口的金屬掩模,沉積包括有機發(fā)光層190的有機材料。

然后在有機發(fā)光層190上形成第二電極200。

在這種情形中,第一電極180、有機發(fā)光層190和第二電極200的層疊結構形成有機發(fā)光二極管OLED。

同時,上述工序10S至100S分別需要掩模。在本發(fā)明的有機發(fā)光顯示裝置中,消除了在有源層下方遮蔽有源層的下部金屬圖案。為此,將底柵結構應用于驅動TFT的主要地并且重要地與驅動電流特性關聯(lián)作用的部分。也就是說,首先形成驅動柵極,隨后形成有源層。因此,即使在上述情形中,也可防止驅動TFT的有源層受到在底側入射的外部光的影響或損壞。因此,可以減少在常規(guī)情形中設置下部金屬圖案時的圖案形成和電壓施加所需要的兩道或更多掩模工藝。

如果需要,可在形成柵極線之前和之后,以分開的方式執(zhí)行高濃度雜質離子和低濃度雜質離子向第一有源層130和第二有源層140的摻雜。

盡管有機發(fā)光二極管OLED的第二電極200在圖3的電路圖中顯示為接地,但是本發(fā)明不限于此??上虻诙姌O200施加某一電壓。第二電極200可在不使用單獨掩模的條件下沉積在整個上表面上方。在沉積之后,第二電極200在其外圍區(qū)連接到公共接地電壓,或者將預定的公共電壓施加到第二電極200。

第二實施方式

圖7是示出根據本發(fā)明第二實施方式的有機發(fā)光顯示裝置的一個像素的平面圖。圖8A是沿圖7的線II-II’截取的剖面圖。

圖7和8A示出的根據本發(fā)明第二實施方式的有機發(fā)光顯示裝置具有如下特點:有機發(fā)光顯示裝置具有雙柵極結構,以便增強驅動TFT的遷移率特性,有機發(fā)光顯示裝置的其余構造與第一實施方式的相同。

也就是說,驅動TFT包括:布置在第二有源層140下方的作為第一柵極的驅動柵極;以及布置在第二有源層140上方的作為第二柵極的輔助驅動柵極250。在這種情形中,輔助驅動柵極250設置在與柵極線相同的層上,即,設置在第二柵極絕緣膜141上,同時與第二有源層140部分交疊。因此,當在雜質摻雜工藝中省略輕度摻雜區(qū)130b和140b時,可以在不使用限定光刻膠膜圖案的掩模的情形下,在通過柵極線、感測線和輔助驅動柵極250保護溝道區(qū)的狀態(tài)下,形成高度摻雜區(qū)130c和140c。

根據驅動TFT的雙柵極結構的形成,與設置在像素區(qū)中的其他TFT相比,可以增強驅動TFT的遷移率和導通電流(on-current)特性。

類似于第一實施方式,在第二實施方式中,可以在存儲電極與驅動柵極交疊的狀態(tài)下,通過在與驅動柵極不同的層上布置第一實施方式的存儲電極,來限定存儲電容器。在這種情形中,存儲電容器不受像素區(qū)中的其他TFT的布置的影響,由此可以提高電路集成度并確保高分辨率。

此外,作為第一開關TFT的一個電極的開關電極圖案160連接到輔助驅動柵極250。開關電極圖案160延伸經過第一有源層130,使得開關電極圖案160連接到驅動柵極120。因此,在開關TFT和驅動TFT之間的連接不需要平面上長的二次連接,由此可容易地確保高分辨率。開關電極圖案160連接到輔助驅動柵極250的側表面和輔助驅動柵極250的上表面部分,以便在確保充分的連接區(qū)域的同時實現電阻減小。

圖8B和8C是示出由第二實施方式改型的實施方式的剖面圖。

如果需要,開關電極圖案160可僅連接到輔助驅動柵極250的側表面,如圖8B所示??蛇x擇地,如圖8C所示,在將開關電極圖案160連接到驅動柵極120的工藝中,除了用于暴露驅動柵極120的接觸孔之外,還可以形成用于暴露輔助驅動柵極250的一部分的接觸孔,以便實現在輔助驅動柵極250的上表面與開關電極圖案160之間的電連接。此外,在圖8C的情形中,輔助驅動柵極250可進一步橫向延伸,以橫向連接到開關電極圖案160。由此,可同時實現橫向連接和經由接觸孔的連接。

下文中,將描述根據本發(fā)明的有機發(fā)光顯示裝置的效果。

圖9是描繪了當驅動TFT具有頂柵結構以及當驅動TFT具有底柵結構時展現的Vg-Id特性的圖表。

在圖9中,描繪了傳輸曲線特性。參照圖9,可以看出,當施加到驅動柵極的電壓增大時,底柵結構具有稍微高于頂柵結構的驅動電流Id。

圖10是描繪了當驅動TFT具有頂柵結構以及當驅動TFT具有底柵結構時展現的Vd-Id特性的圖表。圖中的(W/L)表示(溝道寬度/溝道長度)。

在圖10中,描繪了輸出曲線特性。參照圖10,可以看出,當柵極電壓在驅動TFT的柵極是底柵型的情形中從0V依次增大到4V時,底柵結構中的驅動電流Id根據漏極的電壓Vd幾乎飽和,而頂柵結構中的驅動電流Id根據漏極的電壓Vd展現非線性增大。這意味著,在頂柵結構的情形中,其輸出特性根據漏極的電壓Vd的變化展現不穩(wěn)定性。因此,可驗證展現相對穩(wěn)定輸出特性的底柵結構的優(yōu)越性。

也就是說,除了上述優(yōu)點,即高集成度和高分辨率之外,本發(fā)明的有機發(fā)光顯示裝置還具有如下優(yōu)點:由于在像素區(qū)中包括的元件之中,對驅動電流特性具有直接影響的驅動TFT的構造具有底柵結構,所以驅動電流展現飽和特性,翹曲(kink)效應被穩(wěn)定化,

此外,通過雙柵極結構確保了存儲電容器的交疊區(qū),由此可確保高分辨率。

根據本發(fā)明的有機發(fā)光顯示裝置及其制造方法,提供了如下效果。

首先,對于存儲電極的形成,除了對TFT給定的空間之外,不提供單獨的空間。與TFT之一交疊的區(qū)域,尤其是與驅動TFT的驅動柵極交疊的區(qū)域,被用作相對存儲電極,并且在與驅動柵極不同的層上提供存儲電極,使得存儲電極與驅動柵極交疊,以在存儲電極與驅動柵極交疊的區(qū)域中限定存儲電容器。因此,可以獲得充分的存儲電容,而不會對像素區(qū)中的TFT的布置帶來顯著干擾。

第二,將展現卓越的驅動電流飽和特性以及穩(wěn)定的翹曲特性的底部柵極應用于驅動TFT,由此可增強有機發(fā)光顯示裝置中的像素電路的可靠性。

第三,通過將開關TFT的一個電極經由有源層延伸到驅動柵極以連接到驅動柵極,實現開關TFT與驅動TFT之間的連接。因此,可以省略在TFT之間的連續(xù)所需的平面連接區(qū)域,由此,存在與高集成度和高分辨率相關的優(yōu)點。

第四,驅動TFT設置有布置在有源層下方的驅動柵極,而開關TFT設置有布置在有源層上方的柵極線或感測線。關于這一點,TFT的柵極(線)分別布置在不同的層上。因此,如果需要,可容易地將雙柵極應用于需要高遷移率特性的TFT。

第五,可消除在頂柵結構中采用的在有源層下方遮蔽有源層的下部金屬圖案??蓪⒌讝沤Y構應用于驅動TFT的主要地并且重要地與驅動電流特性相關聯(lián)作用的部分。也就是說,首先形成驅動柵極,隨后形成有源層。因此,即使在上述情形中,也可以防止驅動TFT的有源層受到底側入射的外部光的影響或損壞。由此,可以減少在常規(guī)情形中設置下部金屬圖案時的圖案形成和電壓施加所需要的兩道或更多掩模工藝

第六,與驅動TFT相關,有源層可在形成驅動柵極之后形成在驅動柵極上方。因此,可不管驅動柵極的形狀如何來限定溝道區(qū),由此,可增大設計自由度。

對于所屬領域的普通技術人員很明顯,在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的條件下可對本發(fā)明進行各種修改和變化。因此,本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權利要求書的范圍及其等效范圍內的對本發(fā)明的所有修改和變化。

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