CN103811500B - 薄膜晶体管阵列面板和有机发光二极管显示器 - Google Patents
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Abstract
公开薄膜晶体管阵列面板和有机发光二极管显示器。根据一示例性实施例的薄膜晶体管阵列面板包括：基板；置于基板上的薄膜晶体管；连接到薄膜晶体管的第一电极；以及置于基板和薄膜晶体管之间的衍射层。衍射层置于薄膜晶体管的半导体的边界线内。
Description
技术领域
本发明总地来说涉及薄膜晶体管阵列面板和有机发光二极管显示器。
背景技术
有机发光二极管显示器是包括用于发射光以显示图像的有机发光二极管的自发光显示设备。与液晶显示器不同，有机发光二极管显示器不需要单独的光源，所以其厚度和重量可以相对减少。此外，由于有机发光二极管显示器显示出诸如低功耗、高亮度、高响应速度的高级别特性，从而作为便携式电子设备的下一代显示器而引起了人们的关注。
有机发光二极管显示器根据驱动方法被分为无源矩阵型和有源矩阵型。有源矩阵型有机发光二极管显示器对于每个像素包括有机发光二极管、薄膜晶体管（TFT）和电容器，以独立地控制像素。
有机发光二极管显示器有一特点在于光效率低于诸如CRT、PDP和PED之类的其它显示设备的光效率。
这将导致一问题，即从有机发光二极管显示器发出的光从电极和基板之间的界面以及基板和空气之间的界面被完全反射，使得光提取率下降，并且从有机发光二极管显示器发出的光被限制在电极、有机层和基板之间，这样光不被发射到外部，并且消散。
在此背景技术部分公开的上述信息仅用于增强对所描述的技术的背景的理解，因此它可能包含不构成对于本领域普通技术人员来说在这个国家已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
本发明已经被提出致力于提供具有改善光效率的优点的有机发光二极管显示器。示例性实施例提供了一种薄膜晶体管阵列面板，包括：基板；置于基板上的薄膜晶体管；连接到薄膜晶体管的第一电极；以及置于基板和薄膜晶体管之间的衍射层。衍射层置于薄膜晶体管的半导体的边界线内。
薄膜晶体管可包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，并且第一电极可连接至第一薄膜晶体管。薄膜晶体管阵列面板可以进一步包括：形成在基板上并被连接到第二薄膜晶体管的栅电极的栅极线；与栅极线交叉并被连接到第二薄膜晶体管的源电极的数据线。衍射层与栅极线和数据线中至少之一重叠。
衍射层可以包括由反射材料形成的多个线状图案，线状图案以预定间隔被布置。
线状图案之间的间隔可以为50nm至5μm。
反射材料可以是具有至少为50％的反射率的材料，反射材料可以包括Al、Ag、Cu、Pd、Au、Ti、Mo和它们的氧化物中的至少一种。
另一个示例性实施例提供了一种有机发光二极管显示器，包括：基板；置于基板上的多个像素。多个像素的每一个包括：置于基板上的衍射层；置于衍射层上的薄膜晶体管；连接到薄膜晶体管的第一电极；置于第一电极上的有机发光层；以及置于有机发光层上的第二电极。衍射层置于薄膜晶体管的半导体的边界线内。
薄膜晶体管可以包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，第一电极可以被连接到第一薄膜晶体管的漏电极。
有机发光二极管显示器可以进一步包括：形成在基板上的栅极线，和栅极线交叉并彼此分开的数据线和驱动电压线。第二薄膜晶体管的栅电极、源电极和漏电极可以被分别连接到栅极线、数据线和第一薄膜晶体管的栅电极，第一薄膜晶体管的源电极可以被连接到驱动电压线。
在衍射层中，多个线状图案可以以预定间隔被布置。
像素可以包括红像素、绿像素和蓝像素，红像素、绿像素和蓝像素可以具有不同的线状图案之间的间隔。
线状图案之间的间隔可以以蓝像素<绿像素<红像素的规则被形成。
反射材料可以是具有至少为50％的反射率的材料，反射材料可以包括Al、Ag、Cu、Pd、Au、Ti、Mo和它们的氧化物中的至少一种。
根据示例性实施例，当反射图案被形成时，有机发光二极管显示器的光效率可以增加。
附图说明
在结合附图考虑时，通过参考下述详细说明，对本发明的更完整的了解以及许多伴随的优点将是显而易见的，因为它们变得更好理解，附图中同样的附图标记表示相同或相似的组件，附图中：
图1是示出根据本发明的一示例性实施例的包括在有机发光二极管显示器中的像素电路的电路图。
图2是图1的有机发光二极管显示器的一个像素的布局图。
图3是沿图2的III-III线截取的剖视图。
图4是根据本发明的该示例性实施例的衍射层的俯视平面图。
图5是根据本发明的另一示例性实施例的有机发光二极管显示器的剖视图。
图6和图7是用于描述根据本发明的有机发光二极管显示器的光效率的图。
图8是根据本发明的另一示例性实施例的有机发光二极管显示器的布局图。
具体实施方式
下面将参考其中示出了本发明的示例性实施例的附图更充分地描述本发明。本领域技术人员将意识到，所描述的实施例可以以各种不同的形式体现，而不背离本发明的精神或范围。
在附图中，为清楚起见夸大了层、膜、面板和区域等的厚度。在整个说明书中，同样的附图标记表示同样的元件。将理解的是，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称为在另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上，或者也可以有中间元件存在。与此相反，当元件被称为“直接”在另一元件“上”时，不存在中间元件。
下面将参考附图详细描述根据示例性实施例的有机发光二极管显示器。
图1是示出根据本发明的一示例性实施例的包括在有机发光二极管显示器中的像素电路的电路图。
如图1所示，根据示例性实施例的有机发光二极管显示器包括多条信号线121、171和172、以及被连接到多条信号线121、171和172并基本上以矩阵形状布置的多个像素PX。
信号线包括用于传输栅极信号（或扫描信号）的多条栅极线121、用于传输数据信号的多条数据线171、用于传输驱动电压Vdd的多条驱动电压线172。栅极线121基本上在行方向上延伸，并几乎彼此平行，数据线171和驱动电压线172的垂直方向部分基本上在列方向上延伸，并几乎彼此平行。
每个像素PX包括开关薄膜晶体管Qs、驱动薄膜晶体管Qd、存储电容器Cst和有机发光二极管（OLED）LD。
开关薄膜晶体管Qs包括控制端、输入端和输出端，控制端被连接到栅极线121，输入端被连接到数据线171，输出端被连接到驱动薄膜晶体管Qd。开关薄膜晶体管Qs响应于施加到栅极线121的扫描信号将施加到数据线171的数据信号传输到驱动薄膜晶体管Qd。
驱动薄膜晶体管Qd也有控制端、输入端和输出端，控制端被连接到开关薄膜晶体管Qs，输入端被连接到驱动电压线172，输出端被连接到有机发光二极管LD。驱动薄膜晶体管Qd使得输出电流ILD流动，输出电流ILD的大小根据控制端和输出端之间施加的电压而改变。
电容器Cst被连接在驱动薄膜晶体管Qd的控制端与输入端之间。电容器Cst充入施加到驱动薄膜晶体管Qd的控制端的数据信号并在开关薄膜晶体管Qs截止后维持该数据信号。
有机发光二极管LD包括被连接到驱动薄膜晶体管Qd的输出端的阳极和被连接到公共电压Vss的阴极。有机发光二极管LD发射光，同时根据驱动薄膜晶体管Qd的输出电流ILD改变光的强度，以显示图像。
此外，薄膜晶体管Qs和Qd、电容器Cst和有机发光二极管LD的连接关系可以被改变。
下面将参考图2和图3详细描述根据示例性实施例的有机发光二极管显示器。
图2是图1的有机发光二极管显示器的一个像素的布局图，图3是沿图2的III-III线截取的剖视图，图4是根据本发明的该示例性实施例的衍射层的俯视平面图，图5是根据本发明的另一示例性实施例的有机发光二极管显示器的剖视图。
如图2和图3所示，缓冲层120、122和124被形成在基板111上。
基板111可以是由玻璃、石英、陶瓷或塑料制成的绝缘基板，并且基板111可以是由不锈钢制成的金属基板。
在图3的示例性实施例中，缓冲层可以包括下层120、位于衍射层300上的中间层122、以及位于中间层122上的上层124，但是可仅包括根据需要形成的中间层122。
衍射层300被形成在缓冲层的下层120上。
参考图4，衍射层300包括由反射材料制成的多个线状图案。线状图案以预定间隔D平行布置，间隔D可以为50nm至5μm。
反射材料是具有为50％或更多的反射率的金属材料，并且可以是包括Al、Ag、Cu、Pd、Au、Ti、Mo和它们的氧化物中至少之一的单层，或者是其中Al、Ag、Cu、Pd、Au、Ti、Mo和它们的氧化物中至少之一被层叠的多层。
缓冲层的中间层122被形成在衍射层300上。
缓冲层可以被形成为氧化硅或氮化硅（SiNx）的单层，或者被形成为其中氮化硅（SiNx）和氧化硅（SiO2）被层叠的多层结构。缓冲层的中间层122用于填补来自衍射层300的空间以平整化表面，同时防止诸如杂质或水分的不必要成分渗透。缓冲层的中间层122可以被形成为比线状图案更厚，并且可以具有等于或大于100nm或等于或小于5μm的厚度。
由多晶硅形成的第一半导体135a和第二半导体135b、以及第一电容器电极138被形成在缓冲层上。
第一半导体135a和第二半导体135b被划分成沟道区1355a和1355b，以及形成在沟道区1355A和1355B的各边的源区1356a和1356b、漏区1357a和1357b。第一半导体135a和第二半导体135b的沟道区1355a和1355b分别是没有掺杂杂质的多晶硅，也就是本征半导体。第一半导体135a和第二半导体135b的源区1356a和1356b以及漏区1357a和1357b是其中掺杂了导电杂质的多晶硅，也就是杂质半导体。
源区1356a和1356b、漏区1357a和1357b、以及第一电容器电极138中掺杂的杂质可以是p-型杂质和n-型杂质中的任意一种。
衍射层300置于第一半导体135a和第二半导体135b的边界线内，以防止衍射层300降低开口率。
栅极绝缘层140被形成在第一半导体135a、第二半导体135b和第一电容器电极138上。栅极绝缘层140可以是包括四乙基原硅酸盐（TEOS）、氮化硅和氧化硅中的至少一种的单层或多层。
参考图2和图3，栅极线121、第二栅电极155b和第二电容器电极158被形成在栅极绝缘层140上。
栅极线121在水平方向伸长，以传送栅极信号，并包括从栅极线121向第一半导体135a突出的第一栅电极155a。
第一栅电极155a和第二栅电极155b分别与沟道区1355a和1355b重叠，第二电容器电极158与第一电容器电极138重叠。
第二电容器电极158、第一栅电极155a和第二栅电极155b可以被形成为由钼、钨、铜、铝或它们的合金形成的单层或多层。
第一电容器电极138和第二电容器电极158通过使用栅极绝缘层140作为电介质形成电容器80。
第一层间绝缘层160被形成在第一栅电极155a、第二栅电极155b和第二电容器电极158上。和栅极绝缘层140类似，第一层间绝缘层160也可以由四乙基原硅酸盐（TEOS）、氮化硅或氧化硅形成。
第一层间绝缘层160和栅极绝缘层140包括源区1356a和1356b和漏区1357a和1357b分别通过其暴露的源接触孔166和漏接触孔167。
包括第一源电极176a的数据线171、包括第二源电极176b的驱动电压线172、第一漏电极177a和第二漏电极177b被形成在第一层间绝缘层160上。
数据线171传送数据信号，并在和栅极线121交叉的方向上延伸。
驱动电压线172传送预定的电压，并在和数据线171的方向相同的方向上延伸，同时与数据线171分开。
第一源电极176a从数据线171向第一半导体135a突出，第二源电极176b从驱动电压线172向第二半导体135b突出。第一源电极176a和第二源电极176b分别通过源接触孔166被分别连接到源区1356a和1356b。
第一漏电极177a面对第一源电极176a，并通过接触孔167被连接到漏区1357a。
第一漏电极177a沿栅极线121延伸，并通过接触孔81被电连接到第二栅电极155b。
第二漏电极177b通过接触孔167被连接到漏区1357b。
数据线171、驱动电压线172和第一漏电极177a可以被形成为由诸如Al、Ti、Mo、Cu、Ni或它们的合金之类的低电阻材料形成或者由高腐蚀性材料形成的单层或多层。例如，数据线171、驱动电压线172和第一漏电极177a可以是Ti/Cu/Ti或Ti/Ag/Ti的三层。
在该示例性实施例中，电容器通过将第一电容器电极138和第二电容器电极158重叠而形成，但是具有金属/电介质/金属结构的电容器可以通过在和数据线的层相同的层或和第一电极的层相同的层上形成电极而形成。
第二层间绝缘层180被形成在数据线171、驱动电压线172和第一漏电极177a上。
此外，第一电极710被形成在第二层间绝缘层180上。第一电极710可以是图1的有机发光二极管的阳极电极。第一电极710通过接触孔82被连接到第二漏电极177b。
在该示例性实施例中，第二漏电极177b与第一电极710通过接触孔82被连接，第二层间绝缘层180被插入在它们之间，但是第二漏电极177b和第一电极710可以被一体形成。
像素限定层190被形成在第一电极710上。
像素限定层190包括第一电极710通过其被暴露的开口195。像素限定层190可以由聚丙烯酸酯基或聚酰亚胺基树脂和氧化硅基无机材料形成。
有机发射层720被形成在像素限定层190的开口195中。
有机发射层720可以由低分子有机材料或高分子有机材料形成，如聚3,4-乙撑二氧噻吩（PEDOT）。此外，有机发射层720可以被形成为包括发光层、空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、电子传输层ETL和电子注入层EIL中的至少一个的多层。当有机发射层720包括发光层、空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、电子传输层ETL和电子注入层EIL的所有层时，空穴注入层被设置在作为阳极的第一电极710上，空穴传输层HTL、发光层、电子传输层ETL和电子注入层EIL被顺序堆叠在空穴注入层上。
有机发射层720可包括用于发射红光的红有机发光层、用于发射绿光的绿有机发光层、用于发射蓝光的蓝有机发光层中的至少一个，红有机发光层、绿有机发光层和蓝有机发光层被分别形成在红像素、绿像素和蓝像素中，以实现彩色图像。
此外，通过将红像素、绿像素和蓝像素中的红有机发光层、绿有机发光层和蓝有机发光层堆叠在一起，有机发光层720可以实现白色，或者用于发射白光的白有机发光层可以被形成在红像素、绿像素和蓝像素的所有像素中。如图5所示，当多个发光层被形成在一个像素中或者白发光层被形成时，彩色图像可以通过对于每个像素形成红滤色器220R、绿滤色器220G和蓝滤色器220B被实现。在这种情况下，黑色矩阵240可以被形成在滤色器之间，以防止通过各滤色器220R、220G和220B发射的颜色被混合或干扰。
如图5所示，当通过堆叠红、绿和蓝发光层或形成白有机发光层并使用滤色器实现彩色图像时，没有必要使用用于在单独的像素中，也就是红像素、绿像素和蓝像素中，分别沉积红有机发光层、绿有机发光层和蓝有机发光层的沉积掩膜。
如上所述，理所当然的是，白有机发光层可以被形成为一个有机发光层，并且白有机发光层包括能够通过层叠多个有机发光层发射白光的结构。
除了红发光层、绿发光层和蓝发光层外，白有机发光层也可以包括能够通过组合至少一个黄有机发光层和至少一个蓝有机发光层而发射白光的结构、能够通过组合至少一个青有机发光层和至少一个红有机发光层而发射白光的结构、以及能够通过组合至少一个品红有机发光层和至少一个绿有机发光层而发射白光的结构。
参考图3，第二电极730被形成在像素限定层190和有机发光层720上。
第二电极730是有机发光二极管的阴极电极。因此，第一电极710、有机发光层720和第二电极730形成有机发光二极管70。
根据由有机发光二极管70发射光的方向，有机发光二极管显示器可以具有顶显示类型、底显示类型和双显示类型中的任意一种结构。
在根据该示例性实施例的底显示类型的有机发光二极管显示器中，第一电极710被形成为透明层或半透射层，第二电极730被形成为反射层。反射层和半透射层由镁（Mg）、银（Ag）、金（Au）、钙（Ca）、锂（Li）、铬（Cr）和铝（Al）中的至少一种金属或者它们的合金形成。反射层和半透射层由厚度确定，半透射层被形成为具有等于或小于200nm的厚度。随着厚度减小，光透射率增加。但是，当厚度过小，则电阻增加。
透明层可以由诸如氧化铟锡（ITO）、氧化铟锌（IZO）、氧化锌（ZnO）或氧化铟（In2O3）之类的材料形成。
当衍射层300被如上所述形成时，光效率可提高。
这将参考图6和图7详细说明。
图6和图7是用于描述根据本发明的有机发光二极管显示器的光效率的图。
参考图6，在基板100和空气之间反射的光以及在基板100和电极之间反射的光沿基板100移动，然后到达衍射层300，并被衍射层300的线状图案3反射和折射，以被发射到外部。也就是，沿基板100移动的光是相关技术中所有像素颜色的混合，这样，当光沿基板移动时，光可以与代表预定颜色的每个像素颜色混合。
然而，在衍射层300像该示例性实施例那样被形成时，沿基板100移动的光被由反射材料形成的线状图案3反射，从而使折射率发生变化，因此光不再沿基板100移动，而是可以被发射到外部。
此外，当衍射层300的线状图案3之间的间隔根据每个像素颜色而改变时，被衍射层300衍射的光可以只发射和该像素颜色相同的颜色到外部。
参考图7，当光入射到衍射层300时，入射光被线状图案3衍射，以角度θ被发射。在这种情况下，当线状图案3之间的间隔被称为d时，衍射和发射的光的波长可通过下面的等式得到。
[等式]
dsinθ=λ/2(2m)
（m=0,1,2,...）
因此，如图5所示，置于红像素、绿像素和蓝像素中每一个处的衍射层300的线状图案之间的间隔可以根据像素颜色不同地形成。
当有机发光层发射单一颜色的光时，颜色像素根据有机发光层的发光颜色被确定，但当有机发光层包括多种颜色以形成白光时，像素颜色根据滤色器的颜色被改变。
例如，当有机发光二极管显示器包括红像素PR、绿像素PG和蓝像素PB时，红像素PR、绿像素PG和蓝像素PB的线状图案之间的间隔分别被称为d1、d2和d3，线状图案之间的间隔可以具有d1>d2>d3的关系。
d1可以是0.32±0.05μm、0.40±0.05μm、0.60±0.05μm、0.69±0.05μm和2.00±0.05μm，d2可以是0.27±0.05μm、0.35±0.05μm、0.50±0.05μm、0.60±0.05μm、1.71±0.05μm，d3可以是0.24±0.05μm、0.30±0.05μm、0.43±0.05μm、0.50±0.05μm、1.47±0.05μm。
当沿基板100移动的光入射到红像素时，红光被发射，绿光和蓝光消散，当沿基板100移动的光入射到绿像素时，绿光被发射，蓝光和红光消散，当沿基板100移动的光入射到蓝像素时，蓝光被发射，红光和绿光消散。
如上所述，通过使用衍射层300将沿基板100移动的光释放到外部，可以增加光效率。
图8是根据本发明的另一示例性实施例的有机发光二极管显示器的布局图。
除了衍射层300的形式，图8的示例性实施例基本上和图2和图3的示例性实施例相同，所以将省略重复描述。
如图8所示，本发明的有机发光二极管显示器的衍射层300与数据布线和栅极布线重叠。
特别地，衍射层300与栅极线121、数据线171、第一漏电极177a、第二漏电极177b和驱动电压线172中至少之一重叠。
在这种情况下，由于栅极线121、数据线171和驱动电压线172位于相邻的像素之间，因此衍射层300的线状图案之间的间隔可以被形成为使得发射和被连接到信号线的像素的颜色相同的颜色。
尽管关于目前被认为可实现的示例性实施例描述了本公开，但应当理解，本发明并不局限于所公开的实施例，而是相反，本发明覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种改变和等同方案。
Claims (10)
1.一种薄膜晶体管阵列面板，包括：
基板；
置于所述基板上的多个薄膜晶体管；
连接到所述多个薄膜晶体管中的一个薄膜晶体管的第一电极；和
置于所述基板和所述一个薄膜晶体管之间的衍射层，
所述衍射层全部置于所述一个薄膜晶体管的半导体的边界线内并且与所述一个薄膜晶体管的半导体重叠，所述衍射层被布置与所述多个薄膜晶体管中的其他薄膜晶体管的衍射层间隔开。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其中所述多个薄膜晶体管包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，并且所述第一电极连接至所述第一薄膜晶体管，所述薄膜晶体阵列面板进一步包括：
形成在所述基板上并被连接到所述第二薄膜晶体管的栅电极的栅极线；
与所述栅极线交叉并被连接到所述第二薄膜晶体管的源电极的数据线；
所述衍射层与所述栅极线和所述数据线中至少之一重叠。
3.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其中所述衍射层包括由反射材料形成的多个线状图案，并且所述线状图案以预定间隔被布置。
4.如权利要求3所述的薄膜晶体管阵列面板，其中所述线状图案之间的间隔为50nm至5μm。
5.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其中所述衍射层由具有至少为50％的反射率的反射材料形成，并且所述反射材料包括Al、Ag、Cu、Pd、Au、Ti、Mo和它们的氧化物中的至少一种。
6.一种有机发光二极管显示器，包括：
基板；和
置于所述基板上的多个像素；
所述多个像素中的每一个包括：
置于所述基板上的衍射层；
置于所述衍射层上的薄膜晶体管；
连接到所述薄膜晶体管的第一电极；
置于所述第一电极上的有机发光层；和
置于所述有机发光层上的第二电极；
其中，每个像素的所述衍射层全部置于每个像素的所述薄膜晶体管的半导体的边界线内并且与所述薄膜晶体管的所述半导体重叠，并且每个像素的所述衍射层被布置为与所述多个像素中的其他像素的衍射层间隔开。
7.如权利要求6所述的有机发光二极管显示器，其中多个线状图案以预定间隔被布置在所述衍射层中。
8.如权利要求7所述的有机发光二极管显示器，其中所述像素包括红像素、绿像素和蓝像素，并且所述红像素、所述绿像素和所述蓝像素具有不同的线状图案之间的间隔。
9.如权利要求8所述的有机发光二极管显示器，其中所述线状图案之间的间隔以所述蓝像素<所述绿像素<所述红像素的规则被形成。
10.如权利要求6所述的有机发光二极管显示器，其中所述衍射层由具有至少为50％的反射率的反射材料形成，并且所述反射材料包括Al、Ag、Cu、Pd、Au、Ti、Mo和它们的氧化物中的至少一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20181016 Termination date: 20201106 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |