電源線與柵極線平行的有機電致發光顯示器及其製造方法
2023-06-04 05:45:06
專利名稱：電源線與柵極線平行的有機電致發光顯示器及其製造方法
交叉的相關申請本發明要求2002年3月13日在韓國申請的第P2002-13445號韓國專利申請的優先權，該韓國申請在本申請中引作參考。
根據裝置中激發載流子用的源材料，LED裝置既可以是無機電致發光顯示裝置，也可以是有機電致發光顯示(OELD)裝置。由於OELD在整個可見光範圍內具有高亮度顯示、低驅動電壓和能夠產生色彩自然的圖像，所以OELD裝置變得特別流行。此外，由於OELD是自發光，所以OELD裝置具有很好的對比度。由於OELD的響應時間很短，僅為幾微秒，所以OELD裝置容易顯示運動圖像。此外，這種裝置不象其他ELD裝置那樣受有限視角的限制。OELD裝置在低溫下很穩定。此外，由於OLED的電路只需要低工作電壓，例如，約5V-15V DC(直流電)，所以其驅動電路造價低且易於生產。此外，製作OELD裝置所用的工藝比較簡單。
通常，OELD裝置通過把來自陰極的電子和來自陽極的空穴注入到發射層，使電子與空穴複合，產生激發，並使該激發從激發態轉變成基態從而發光。由於OELD的發光機理與發光二極體(LED)的發光機理類似，所以也可以將有機電致發光顯示裝置稱為有機發光二極體。
在FPD中廣泛使用有源矩陣型OELD，這種OELD設有多個形成矩陣的象素區，而且在每個象素區中設有薄膜電晶體(TFT)。
圖1中示出了一種典型的有源矩陣型有機電致發光裝置。
圖1是現有技術中有源矩陣型有機電致發光裝置的電路圖。在圖1中，一個有源矩陣型有機電致發光裝置的象素區包括開關TFT4，驅動TFT5，存儲電容器6，和有機電致發光(EL)二極體7。開關TFT4的柵極與柵極線1相連，開關TFT4的源極與數據線2相連，而開關TFT4的漏極與驅動TFT5的柵極相連。驅動TFT5的源極與電源線3相連，而驅動TFT5的漏極與有機EL二極體7的陽極相連。有機EL二極體7的陰極接地。存儲電容器6與驅動TFT5的柵極和源極相連。當通過柵極線1將掃描信號送到開關TFT4的柵極和通過數據線2將圖像信號送到開關TFT4的漏極時，開關TFT4將導通。通過開關TFT4將圖像信號存儲在存儲電容器6中。同時還將圖像信號送到驅動TFT5的柵極。由此，可確定驅動TFT5的導通率。電流通過驅動TFT5的通道後接著通過有機EL二極體7，使有機EL二極體7發射與電流密度成正比的光。由於電流密度與驅動TFT5的導通率成正比，所以可通過圖像信號控制光的亮度。即使當開關TFT4斷開時，也可以通過存儲在存儲電容器6中的電荷來驅動所述的驅動TFT5。因此，通過有機EL二極體的電流可持續到施加下一個圖像信號。因此，在施加下一個圖像信號之前，有機EL二極體7可一直發光。
圖2是現有技術中有源矩陣型有機電致發光裝置的示意性平面圖。在圖2中，柵極線21與數據線22交叉形成象素區P。開關薄膜電晶體(TFT)Ts與柵極線21以及數據線22相連。與開關TFT Ts相連的驅動TFT TD設在象素區P內。驅動TFT TD的柵極41與開關TFT Ts的漏極31相連。TFT TD的源極42與電源線51相連，而電源線51與數據線22平行。驅動TFT TD的漏極43與由透明導電材料製成的象素電極相連。在象素區P內還設有與電源線51相連的第一電容器電極52。用多晶矽製成的第二電容器電極71和72與驅動TFT TD的柵極41相連。第二電容器電極71和72與第一電容器電極52以及電源線51重疊，由此構成存儲電容器。
現有技術中的有機電致發光裝置包括處在一個象素區內的多個薄膜電晶體。此外，由於電源線沿垂直方向設置，所以電源線佔據了象素區的很大一部分空間。因此，減少了供象素電極使用的區域而且由此降低了孔徑比。所以，降低了有源矩陣型有機電致發光裝置產生的光亮度。
本發明的目的是提供一種因增加孔徑比而提高了亮度的有源矩陣型有機電致發光裝置。
本發明的其它特徵和優點將在下面的說明中給出，其中一部分特徵和優點可以從說明中明顯得出或是通過本發明的實踐而得到。通過在說明書、權利要求書以及附圖中特別指出的結構，可以實現和獲得本發明的目的和其它優點。
為了得到本發明的這些和其它優點，並根據本發明的目的，作為概括性的和廣義的描述，本發明的有源矩陣型有機電致發光裝置包括基板，設在基板上的柵極線，設在基板上的數據線，數據線與柵極線交叉形成象素區，與柵極線和數據線相連的第一開關薄膜電晶體，與第一開關薄膜電晶體相連的第一驅動薄膜電晶體，與第一驅動薄膜電晶體相連並平行於柵極線的電源線，與第一驅動薄膜電晶體相連並與電源線重疊的電容器電極，和與第一驅動薄膜電晶體相連並覆蓋象素區的象素電極。
按照另一方案，有源矩陣型有機電致發光裝置包括基板，設在基板上的柵極線，設在基板上的數據線，數據線與柵極線交叉形成包含兩條長邊和兩條短邊的矩形象素區，與柵極線和數據線相連的第一開關薄膜電晶體，與第一開關薄膜電晶體相連的第一驅動薄膜電晶體，以與象素區兩條短邊平行的形式與第一驅動薄膜電晶體相連的電源線，與第一驅動薄膜電晶體相連並與電源線重疊的電容器電極，和與第一驅動薄膜電晶體相連並覆蓋象素區的象素電極。
按照另一方案，製造有源矩陣型電致發光裝置的方法包括的步驟有，在基板上形成柵極線，在基板上形成數據線，數據線與柵極交叉形成象素區，形成與柵極線和數據線相連的第一開關薄膜電晶體，形成與第一開關薄膜電晶體相連的第一驅動薄膜電晶體，形成以平行於柵極線的形式與第一驅動薄膜電晶體相連的電源線，形成與第一驅動薄膜電晶體相連並與電源線重疊的電容器電極，和形成與第一驅動薄膜電晶體相連並覆蓋象素區的象素電極。
按照另一方案，製造有源矩陣型有機電致發光裝置的方法包括的步驟有，在基板上形成柵極線，在基板上形成數據線，數據線與柵極線交叉形成包含兩條長邊和兩條短邊的矩形象素區，形成與柵極線和數據線相連的第一開關薄膜電晶體，形成與第一開關薄膜電晶體相連的第一驅動薄膜電晶體，形成以平行於象素區兩條短邊的形式與第一驅動薄膜電晶體相連的電源線，形成與第一驅動薄膜電晶體相連並與電源線重疊的電容器電極，和形成與第一驅動薄膜電晶體相連並覆蓋象素區的象素電極。
很顯然，上面的一般性描述和下面的詳細說明都是示例性和解釋性的，其意在對本發明的權利要求作進一步解釋。
圖3是按照本發明所述的典型有機電致發光裝置的示意性平面圖。
在圖3中，柵極線121與數據線122交叉形成象素區P1。開關薄膜電晶體(TFT)TS1設置在柵極線121和數據線122的交叉點上。開關TFT TS1與柵極線121以及數據線122相連。柵極線121的一部分起開關TFT TS1柵極的作用。驅動TFT TD1與開關TFT TS1相連並設置在象素區P1內。驅動TFTTD1的柵極141與開關TFT TS1的漏極131相連。此外，在象素區P1內沿水平方向形成與柵極線121平行的電源線151而且該電源線延伸到相鄰的象素區。在形成柵極線121的過程中，用與柵極線121相同的材料形成電源線151。此外，也可以用不同的導電材料形成電源線151。可以將驅動TFT TD1的源極142與電源線151相連。將TFT TD1漏極143與象素電極161相連。象素電極161可以包括透明導電材料，例如，氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)。可將包含了攙雜質多晶矽的電容器電極171與驅動TFT TD1的柵極141相連並使其與電源線151重疊以形成存儲電容器。
象素區P1可以為矩形。象素區P1中的兩條邊可以長於另外的兩條邊。兩條長邊可以平行於數據線122，而兩條短邊可以平行於柵極線121。電源線151可以平行於象素區P1的兩條短邊。由於電源線151平行於柵極線121而且在水平方向上，電源線151可以延伸到相鄰的象素區。因此，可以將象素電極161增大。所以，可增加有機電致發光裝置的孔徑比。
儘管圖3中的象素區包括兩個TFT，但是，象素區可以包括更多數量的TFT以改善均勻性和顯示圖象的質量。在優選實施例中，象素區可以如圖4所示的那樣包括四個TFT。
圖4是按照本發明所述另一個典型的有源矩陣型有機電致發光裝置。在圖4中，柵極線211與數據線212交叉形成象素區P2。象素區P2包括第一和第二開關薄膜電晶體(TFT)214和215，第一和第二驅動TFT216和217，存儲電容器218，和有機電致發光(EL)二極體219。第一和第二開關TFT214和215的柵極與柵極線211相連。第一開關TFT214的源極與數據線212相連。第一開關TFT214的漏極與第二開關TFT215的源極以及第一驅動TFT216的源極相連。第一驅動TFT216的柵極與第二開關TFT215的漏極以及第二驅動TFT217的柵極相連。第二驅動TFT217的源極與第一驅動TFT216的漏極以及電源線213相連。第二驅動TFT217的漏極與有機EL二極體219的陽極相連。有機EL二極體219的陰極接地。第一和第二驅動TFT216和217與存儲電容器218相連。存儲電容器218的第一電容器電極與第一驅動TFT216的漏極以及第二驅動TFT217的源極相連。存儲電容器218的第二電容器電極與第一驅動TFT216的柵極以及第二驅動TFT217的柵極相連。
如果因掃描信號施加到柵極線211而使第一和第二開關TFT214和215導通，則可以將施加到數據線212上的圖像信號傳輸到第一和第二驅動TFT216及217上。因此，可以使第二驅動TFT217導通並且將電源線213中的電流輸送到有機EL二極體219，使有機EL二極體219發光。電源線213平行於沿水平方向伸展的柵極線211。
由於電源線平行於柵極線而且在水平方向上，電源線延伸到相鄰的象素區。所以，通過增大象素電極而改善了孔徑比。因此，提高了有源矩陣型有機電致發光顯示裝置的亮度。
很顯然，對於本行業的技術人員來說，在不脫離本發明構思或範圍的情況下，可以對本發明的有機電致發光顯示裝置做出各種改進和變型。因此，本發明的這些改進和變型落入所附權利要求及其等效物所界定的要求保護的發明範圍內。
權利要求
1.有源矩陣型有機電致發光裝置，包括基板；設在基板上的柵極線；設在基板上的數據線，數據線與柵極線交叉形成象素區；與柵極線和數據線相連的第一開關薄膜電晶體；與第一開關薄膜電晶體相連的第一驅動薄膜電晶體；與第一驅動薄膜電晶體相連並平行於柵極線的電源線；與第一驅動薄膜電晶體相連並與電源線重疊的電容器電極；和與第一驅動薄膜電晶體相連並覆蓋象素區的象素電極。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，柵極線和電源線均沿水平方向形成而數據線沿垂直方向形成。
3.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述電源線與相鄰象素區的另一條電源線相連。
4.根據權利要求1所述的裝置，其中，電源線包含與柵極線相同的材料。
5.根據權利要求1所述的裝置，其中，第一驅動薄膜電晶體包括柵極、源極和漏極。
6.根據權利要求5所述的裝置，其中，電容器電極與第一驅動薄膜電晶體的柵極相連。
7.根據權利要求1所述的裝置，其中，電容器電極包括攙雜質的多晶矽。
8.根據權利要求1所述的裝置，其中，象素電極包括透明導電材料。
9.根據權利要求1所述的裝置，還包括與第一開關薄膜電晶體相連的第二開關薄膜電晶體。
10.根據權利要求9所述的裝置，還包括與第一驅動薄膜電晶體和第二開關薄膜電晶體相連的第二驅動薄膜電晶體。
11.有源矩陣型有機電致發光裝置，包括基板；設在基板上的柵極線；設在基板上的數據線，數據線與柵極線交叉形成包含兩條長邊和兩條短邊的矩形象素區；與柵極線和數據線相連的第一開關薄膜電晶體；與第一開關薄膜電晶體相連的第一驅動薄膜電晶體；以與象素區兩條短邊平行的形式與第一驅動薄膜電晶體相連的電源線；與第一驅動薄膜電晶體相連並與電源線重疊的電容器電極；和與第一驅動薄膜電晶體相連並覆蓋象素區的象素電極。
12.製造有源矩陣型電致發光裝置的方法，包括以下步驟在基板上形成柵極線；在基板上形成數據線，數據線與柵極交叉形成象素區；形成與柵極線和數據線相連的第一開關薄膜電晶體；形成與第一開關薄膜電晶體相連的第一驅動薄膜電晶體；形成以平行於柵極線的形式與第一驅動薄膜電晶體相連的電源線；形成與第一驅動薄膜電晶體相連並與電源線重疊的電容器電極；和形成與第一驅動薄膜電晶體相連並覆蓋象素區的象素電極。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，沿水平方向形成柵極線和電源線，而沿垂直方向形成數據線。
14.根據權利要求12所述的方法，其中，所述電源線與相鄰象素區的另一條電源線相連。
15.根據權利要求12所述的方法，其中，電源線包含與柵極線相同的材料。
16.根據權利要求12所述的方法，其中，第一驅動薄膜電晶體包括柵極、源極和漏極。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，將電容器電極與第一驅動薄膜電晶體的柵極相連。
18.根據權利要求12所述的方法，其中，電容器電極包括摻雜質的多晶矽。
19.根據權利要求12所述的方法，其中象素電極包括透明導電材料。
20.根據權利要求12所述的方法，還包括與第一開關薄膜電晶體相連的第二開關薄膜電晶體。
21.根據權利要求20所述的方法，還包括與第一驅動薄膜電晶體和第二開關薄膜電晶體相連的第二驅動薄膜電晶體。
22.製造有源矩陣型有機電致發光裝置的方法，包括以下步驟在基板上形成柵極線；在基板上形成數據線，數據線與柵極交叉形成包含兩條長邊和兩條短邊的矩形象素區；形成與柵極線和數據線相連的第一開關薄膜電晶體；形成與第一開關薄膜電晶體相連的第一驅動薄膜電晶體；形成以平行於象素區兩條短邊的形式與第一驅動薄膜電晶體相連的電源線；形成與第一驅動薄膜電晶體相連並與電源線重疊的電容器電極；和形成與第一驅動薄膜電晶體相連並覆蓋象素區的象素電極。
全文摘要
有源矩陣型有機電致發光裝置包括基板，設在基板上的柵極線，設在基板上的數據線，數據線與柵極線交叉形成象素區，與柵極線和數據線相連的第一開關薄膜電晶體，與第一開關薄膜電晶體相連的第一驅動薄膜電晶體，與第一驅動薄膜電晶體相連並平行於柵極線的電源線，與第一驅動薄膜電晶體相連並與電源線重疊的電容器電極，和與第一驅動薄膜電晶體相連並覆蓋象素區的象素電極。
文檔編號H01L51/50GK1444200SQ0312007
公開日2003年9月24日 申請日期2003年3月12日 優先權日2002年3月13日
發明者韓敞旭, 高鬥炫 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社