CN1444200A - 电源线与栅极线平行的有机电致发光显示器及其制造方法 - Google Patents

电源线与栅极线平行的有机电致发光显示器及其制造方法 Download PDF

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Abstract

有源矩阵型有机电致发光装置包括基板，设在基板上的栅极线，设在基板上的数据线，数据线与栅极线交叉形成象素区，与栅极线和数据线相连的第一开关薄膜晶体管，与第一开关薄膜晶体管相连的第一驱动薄膜晶体管，与第一驱动薄膜晶体管相连并平行于栅极线的电源线，与第一驱动薄膜晶体管相连并与电源线重叠的电容器电极，和与第一驱动薄膜晶体管相连并覆盖象素区的象素电极。

Description

电源线与栅极线平行的有机电致发光显示器及其制造方法
交叉的相关申请
本发明要求2002年3月13日在韩国申请的第P2002-13445号韩国专利申请的优先权，该韩国申请在本申请中引作参考。
技术领域
本发明涉及有机电致发光装置，更确切地说，涉及包含薄膜晶体管的有源矩阵型有机电致发光装置。
背景技术
在电视机和电脑监视器等各种装置上已经广泛使用阴极射线管(CRT)作为显示屏。然而，CRT具有体积大、重量重且需要高驱动电压等缺点。因此，目前越来越流行体积小、重量轻和耗电少的平板显示器(FPD)。近年来引进的一些FPD包括液晶显示器(LCD)，等离子显示板(PDP)装置，场致发光显示(FED)装置和电致发光显示(ELD)装置。
根据装置中激发载流子用的源材料，LED装置既可以是无机电致发光显示装置，也可以是有机电致发光显示(OELD)装置。由于OELD在整个可见光范围内具有高亮度显示、低驱动电压和能够产生色彩自然的图像，所以OELD装置变得特别流行。此外，由于OELD是自发光，所以OELD装置具有很好的对比度。由于OELD的响应时间很短，仅为几微秒，所以OELD装置容易显示运动图像。此外，这种装置不象其他ELD装置那样受有限视角的限制。OELD装置在低温下很稳定。此外，由于OLED的电路只需要低工作电压，例如，约5V-15V DC(直流电)，所以其驱动电路造价低且易于生产。此外，制作OELD装置所用的工艺比较简单。
通常，OELD装置通过把来自阴极的电子和来自阳极的空穴注入到发射层，使电子与空穴复合，产生激发，并使该激发从激发态转变成基态从而发光。由于OELD的发光机理与发光二极管(LED)的发光机理类似，所以也可以将有机电致发光显示装置称为有机发光二极管。
在FPD中广泛使用有源矩阵型OELD，这种OELD设有多个形成矩阵的象素区，而且在每个象素区中设有薄膜晶体管(TFT)。图1中示出了一种典型的有源矩阵型有机电致发光装置。
图1是现有技术中有源矩阵型有机电致发光装置的电路图。在图1中，一个有源矩阵型有机电致发光装置的象素区包括开关TFT4，驱动TFT5，存储电容器6，和有机电致发光(EL)二极管7。开关TFT4的栅极与栅极线1相连，开关TFT4的源极与数据线2相连，而开关TFT4的漏极与驱动TFT5的栅极相连。驱动TFT5的源极与电源线3相连，而驱动TFT5的漏极与有机EL二极管7的阳极相连。有机EL二极管7的阴极接地。存储电容器6与驱动TFT5的栅极和源极相连。当通过栅极线1将扫描信号送到开关TFT4的栅极和通过数据线2将图像信号送到开关TFT4的漏极时，开关TFT4将导通。通过开关TFT4将图像信号存储在存储电容器6中。同时还将图像信号送到驱动TFT5的栅极。由此，可确定驱动TFT5的导通率。电流通过驱动TFT5的通道后接着通过有机EL二极管7，使有机EL二极管7发射与电流密度成正比的光。由于电流密度与驱动TFT5的导通率成正比，所以可通过图像信号控制光的亮度。即使当开关TFT4断开时，也可以通过存储在存储电容器6中的电荷来驱动所述的驱动TFT5。因此，通过有机EL二极管的电流可持续到施加下一个图像信号。因此，在施加下一个图像信号之前，有机EL二极管7可一直发光。
图2是现有技术中有源矩阵型有机电致发光装置的示意性平面图。在图2中，栅极线21与数据线22交叉形成象素区P。开关薄膜晶体管(TFT)Ts与栅极线21以及数据线22相连。与开关TFT Ts相连的驱动TFT TD设在象素区P内。驱动TFT TD的栅极41与开关TFT Ts的漏极31相连。TFT TD的源极42与电源线51相连，而电源线51与数据线22平行。驱动TFT TD的漏极43与由透明导电材料制成的象素电极相连。在象素区P内还设有与电源线51相连的第一电容器电极52。用多晶硅制成的第二电容器电极71和72与驱动TFT TD的栅极41相连。第二电容器电极71和72与第一电容器电极52以及电源线51重叠，由此构成存储电容器。
现有技术中的有机电致发光装置包括处在一个象素区内的多个薄膜晶体管。此外，由于电源线沿垂直方向设置，所以电源线占据了象素区的很大一部分空间。因此，减少了供象素电极使用的区域而且由此降低了孔径比。所以，降低了有源矩阵型有机电致发光装置产生的光亮度。
发明内容
因此，本发明涉及一种有机电致发光装置，它基本上克服了因现有技术的限制和缺点造成的一个或多个问题。
本发明的目的是提供一种因增加孔径比而提高了亮度的有源矩阵型有机电致发光装置。
本发明的其它特征和优点将在下面的说明中给出，其中一部分特征和优点可以从说明中明显得出或是通过本发明的实践而得到。通过在说明书、权利要求书以及附图中特别指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了得到本发明的这些和其它优点，并根据本发明的目的，作为概括性的和广义的描述，本发明的有源矩阵型有机电致发光装置包括基板，设在基板上的栅极线，设在基板上的数据线，数据线与栅极线交叉形成象素区，与栅极线和数据线相连的第一开关薄膜晶体管，与第一开关薄膜晶体管相连的第一驱动薄膜晶体管，与第一驱动薄膜晶体管相连并平行于栅极线的电源线，与第一驱动薄膜晶体管相连并与电源线重叠的电容器电极，和与第一驱动薄膜晶体管相连并覆盖象素区的象素电极。
按照另一方案，有源矩阵型有机电致发光装置包括：基板，设在基板上的栅极线，设在基板上的数据线，数据线与栅极线交叉形成包含两条长边和两条短边的矩形象素区，与栅极线和数据线相连的第一开关薄膜晶体管，与第一开关薄膜晶体管相连的第一驱动薄膜晶体管，以与象素区两条短边平行的形式与第一驱动薄膜晶体管相连的电源线，与第一驱动薄膜晶体管相连并与电源线重叠的电容器电极，和与第一驱动薄膜晶体管相连并覆盖象素区的象素电极。
按照另一方案，制造有源矩阵型电致发光装置的方法包括的步骤有，在基板上形成栅极线，在基板上形成数据线，数据线与栅极交叉形成象素区，形成与栅极线和数据线相连的第一开关薄膜晶体管，形成与第一开关薄膜晶体管相连的第一驱动薄膜晶体管，形成以平行于栅极线的形式与第一驱动薄膜晶体管相连的电源线，形成与第一驱动薄膜晶体管相连并与电源线重叠的电容器电极，和形成与第一驱动薄膜晶体管相连并覆盖象素区的象素电极。
按照另一方案，制造有源矩阵型有机电致发光装置的方法包括的步骤有，在基板上形成栅极线，在基板上形成数据线，数据线与栅极线交叉形成包含两条长边和两条短边的矩形象素区，形成与栅极线和数据线相连的第一开关薄膜晶体管，形成与第一开关薄膜晶体管相连的第一驱动薄膜晶体管，形成以平行于象素区两条短边的形式与第一驱动薄膜晶体管相连的电源线，形成与第一驱动薄膜晶体管相连并与电源线重叠的电容器电极，和形成与第一驱动薄膜晶体管相连并覆盖象素区的象素电极。
很显然，上面的一般性描述和下面的详细说明都是示例性和解释性的，其意在对本发明的权利要求作进一步解释。
附图说明
本申请所包含的附图用于进一步理解本发明，它们与说明书相结合并构成说明书的一部分，所述附图表示本发明的实施例并与说明书一起解释本发明的原理。附图中：
图1是现有技术中有源矩阵型有机电致发光装置的电路图；
图2是现有技术中有源矩阵型有机电致发光装置的示意性平面图；
图3是按照本发明所述的典型有机电致发光装置的示意性平面图；和
图4是按照本发明所述的另一个典型有源矩阵型有机电致发光装置的电路图。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的优选实施例，所述实施例的实例示于附图中。
图3是按照本发明所述的典型有机电致发光装置的示意性平面图。
在图3中，栅极线121与数据线122交叉形成象素区P1。开关薄膜晶体管(TFT)TS1设置在栅极线121和数据线122的交叉点上。开关TFT TS1与栅极线121以及数据线122相连。栅极线121的一部分起开关TFT TS1栅极的作用。驱动TFT TD1与开关TFT TS1相连并设置在象素区P1内。驱动TFTTD1的栅极141与开关TFT TS1的漏极131相连。此外，在象素区P1内沿水平方向形成与栅极线121平行的电源线151而且该电源线延伸到相邻的象素区。在形成栅极线121的过程中，用与栅极线121相同的材料形成电源线151。此外，也可以用不同的导电材料形成电源线151。可以将驱动TFT TD1的源极142与电源线151相连。将TFT TD1漏极143与象素电极161相连。象素电极161可以包括透明导电材料，例如，氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。可将包含了搀杂质多晶硅的电容器电极171与驱动TFT TD1的栅极141相连并使其与电源线151重叠以形成存储电容器。
象素区P1可以为矩形。象素区P1中的两条边可以长于另外的两条边。两条长边可以平行于数据线122，而两条短边可以平行于栅极线121。电源线151可以平行于象素区P1的两条短边。由于电源线151平行于栅极线121而且在水平方向上，电源线151可以延伸到相邻的象素区。因此，可以将象素电极161增大。所以，可增加有机电致发光装置的孔径比。
尽管图3中的象素区包括两个TFT，但是，象素区可以包括更多数量的TFT以改善均匀性和显示图象的质量。在优选实施例中，象素区可以如图4所示的那样包括四个TFT。
图4是按照本发明所述另一个典型的有源矩阵型有机电致发光装置。在图4中，栅极线211与数据线212交叉形成象素区P2。象素区P2包括第一和第二开关薄膜晶体管(TFT)214和215，第一和第二驱动TFT216和217，存储电容器218，和有机电致发光(EL)二极管219。第一和第二开关TFT214和215的栅极与栅极线211相连。第一开关TFT214的源极与数据线212相连。第一开关TFT214的漏极与第二开关TFT215的源极以及第一驱动TFT216的源极相连。第一驱动TFT216的栅极与第二开关TFT215的漏极以及第二驱动TFT217的栅极相连。第二驱动TFT217的源极与第一驱动TFT216的漏极以及电源线213相连。第二驱动TFT217的漏极与有机EL二极管219的阳极相连。有机EL二极管219的阴极接地。第一和第二驱动TFT216和217与存储电容器218相连。存储电容器218的第一电容器电极与第一驱动TFT216的漏极以及第二驱动TFT217的源极相连。存储电容器218的第二电容器电极与第一驱动TFT216的栅极以及第二驱动TFT217的栅极相连。
如果因扫描信号施加到栅极线211而使第一和第二开关TFT214和215导通，则可以将施加到数据线212上的图像信号传输到第一和第二驱动TFT216及217上。因此，可以使第二驱动TFT217导通并且将电源线213中的电流输送到有机EL二极管219，使有机EL二极管219发光。电源线213平行于沿水平方向伸展的栅极线211。
由于电源线平行于栅极线而且在水平方向上，电源线延伸到相邻的象素区。所以，通过增大象素电极而改善了孔径比。因此，提高了有源矩阵型有机电致发光显示装置的亮度。
很显然，对于本行业的技术人员来说，在不脱离本发明构思或范围的情况下，可以对本发明的有机电致发光显示装置做出各种改进和变型。因此，本发明的这些改进和变型落入所附权利要求及其等效物所界定的要求保护的发明范围内。

Claims (22)

1.有源矩阵型有机电致发光装置，包括：
基板；
设在基板上的栅极线；
设在基板上的数据线，数据线与栅极线交叉形成象素区；
与栅极线和数据线相连的第一开关薄膜晶体管；
与第一开关薄膜晶体管相连的第一驱动薄膜晶体管；
与第一驱动薄膜晶体管相连并平行于栅极线的电源线；
与第一驱动薄膜晶体管相连并与电源线重叠的电容器电极；和
与第一驱动薄膜晶体管相连并覆盖象素区的象素电极。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，栅极线和电源线均沿水平方向形成而数据线沿垂直方向形成。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电源线与相邻象素区的另一条电源线相连。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，电源线包含与栅极线相同的材料。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，第一驱动薄膜晶体管包括栅极、源极和漏极。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，电容器电极与第一驱动薄膜晶体管的栅极相连。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，电容器电极包括搀杂质的多晶硅。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，象素电极包括透明导电材料。
9.根据权利要求1所述的装置，还包括与第一开关薄膜晶体管相连的第二开关薄膜晶体管。
10.根据权利要求9所述的装置，还包括与第一驱动薄膜晶体管和第二开关薄膜晶体管相连的第二驱动薄膜晶体管。
11.有源矩阵型有机电致发光装置，包括：
基板；
设在基板上的栅极线；
设在基板上的数据线，数据线与栅极线交叉形成包含两条长边和两条短边的矩形象素区；
与栅极线和数据线相连的第一开关薄膜晶体管；
与第一开关薄膜晶体管相连的第一驱动薄膜晶体管；
以与象素区两条短边平行的形式与第一驱动薄膜晶体管相连的电源线；
与第一驱动薄膜晶体管相连并与电源线重叠的电容器电极；和
与第一驱动薄膜晶体管相连并覆盖象素区的象素电极。
12.制造有源矩阵型电致发光装置的方法，包括以下步骤：
在基板上形成栅极线；
在基板上形成数据线，数据线与栅极交叉形成象素区；
形成与栅极线和数据线相连的第一开关薄膜晶体管；
形成与第一开关薄膜晶体管相连的第一驱动薄膜晶体管；
形成以平行于栅极线的形式与第一驱动薄膜晶体管相连的电源线；
形成与第一驱动薄膜晶体管相连并与电源线重叠的电容器电极；和
形成与第一驱动薄膜晶体管相连并覆盖象素区的象素电极。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，沿水平方向形成栅极线和电源线，而沿垂直方向形成数据线。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述电源线与相邻象素区的另一条电源线相连。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，电源线包含与栅极线相同的材料。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，第一驱动薄膜晶体管包括栅极、源极和漏极。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，将电容器电极与第一驱动薄膜晶体管的栅极相连。
18.根据权利要求12所述的方法，其中，电容器电极包括掺杂质的多晶硅。
19.根据权利要求12所述的方法，其中象素电极包括透明导电材料。
20.根据权利要求12所述的方法，还包括与第一开关薄膜晶体管相连的第二开关薄膜晶体管。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括与第一驱动薄膜晶体管和第二开关薄膜晶体管相连的第二驱动薄膜晶体管。
22.制造有源矩阵型有机电致发光装置的方法，包括以下步骤：
在基板上形成栅极线；
在基板上形成数据线，数据线与栅极交叉形成包含两条长边和两条短边的矩形象素区；
形成与栅极线和数据线相连的第一开关薄膜晶体管；
形成与第一开关薄膜晶体管相连的第一驱动薄膜晶体管；
形成以平行于象素区两条短边的形式与第一驱动薄膜晶体管相连的电源线；
形成与第一驱动薄膜晶体管相连并与电源线重叠的电容器电极；和
形成与第一驱动薄膜晶体管相连并覆盖象素区的象素电极。
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