CN1622714A - 电致发光显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电致发光显示装置及其制造方法。该显示装置包括具有扫描线、数据线和像素电路的显示板。像素电路包括用于显示图像的具有第一电极层、第一绝缘膜和发射层的电致发光元件。驱动电路连接到电致发光元件。第一电极层重叠在电源线、扫描线、或者两者之上，第二绝缘膜位于其间。

Description

电致发光显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及显示装置。尤其是，本发明涉及具有改善的开口率(apertureratio)的有机电致发光(EL)显示装置。

背景技术

有机EL显示装置为用于电激励荧光有机化合物以发光的显示装置，具有被电压或者电流驱动以显示图像的有机发光单元。这些有机发光单元的结构包括阳极层、有机薄膜和阴极层。为了平衡电子和空穴以提高发光效率，有机薄膜具有多层结构，其包括发射层(EML)、电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)。有机薄膜的多层结构也可以包括电子注入层(EIL)和空穴注入层(HIL)。

如图1所示，有机EL显示装置包括有机EL显示板(下文中称为“显示板”)100、数据驱动器200和扫描驱动器300。

显示板100包括多个在列方向上排列的数据线D1到Dm、多个在行方向上排列的扫描线S1到Sn、以及多个像素电路。

每个像素电路包括用于控制流向有机EL元件40的电流的驱动晶体管20、用于响应扫描线S1所提供的选择信号将数据线D1处的电压施加到驱动晶体管20的栅极的开关晶体管10、以及连接在驱动晶体管的栅极和源极之间的电容器30。驱动晶体管20的源极连接到用于传送电源电压V_DD的电源线50。

数据驱动器200将数据电压供给到数据线D1到Dm，而扫描驱动器300将用于选择像素电路的选择信号顺序施加到扫描线S1到Sn。

图2显示的是连接到图1所示有机EL显示装置的扫描线S1和数据线D1的像素电路的平面图，图3显示的是图2的A-A’部分的截面图。

如图2和3所示，开关晶体管10的栅极电极16形成于与扫描线S1的电极层相同的电极层上，并且通过接触孔将开关晶体管10的源极区域13连接到数据线D1。通过接触孔将开关晶体管10的漏极区14连接到驱动晶体管20的栅极电极。还通过接触孔将驱动晶体管20的漏极区14连接到电源线50，并且通过触点15将源极区域13连接到有机EL元件40的像素电极层42。

透明绝缘膜12形成于基底膜11上。第一绝缘膜15形成于多晶硅层上，而栅极电极16形成在第一绝缘膜15上与该多晶硅层交叉。

多晶硅层的在栅极电极16下面的部分没有掺杂，而其两个部分掺以n型掺杂剂。掺以掺杂剂的区域分别形成源极区域13和漏极区域14，而未掺杂区域形成沟道区。

源极电极18形成于源极区域13上，且通过源极电极18将源极区域13连接到数据线D1。漏极电极19形成于漏极区域14上，且将漏极电极19连接到第二晶体管20的栅极电极。

有机EL元件40包括有机EML 41和像素电极层42，诸如氧化铟锡(ITO)。在位置上，有机EL元件40与电源线50隔开。阴极电极21形成于有机EML 41上。

有机EML 41形成于像素区域，该像素区域由在像素电极层42上形成开口的绝缘膜限定。即，由于有机EML 41形成于像素电极层42内，所以用于形成有机EML 41的区域由像素电极层42限定。因此，所形成的有机EML 41的窄区域降低了像素电路的开口率。从而，需要提高有机EL显示装置的开口率。

发明内容

在本发明的一个实施例中，一种电致发光(EL)显示装置包括具有多个扫描线、多个数据线和多个像素电路的显示板。像素电路包括具有第一电极层、第一绝缘膜和一发射层(EML)的EL元件。该电路还包括连接到EL元件的驱动电路。EL元件的第一电极层重叠在电源线上，其间具有第二绝缘膜。在本公开的上下文中，“重叠”指的是该元件在垂直方向上覆盖、交叠或者对齐于其它元件，其间具有或没有中间元件。

在一个可选的实施例中，EL元件的第一电极层重叠在扫描线上，其间具有第二绝缘膜。

在另外一个实施例中，提供了一种制造EL显示装置的方法，该装置包括EL元件、第一绝缘膜和驱动电路，如上所述。该方法包括形成向驱动电路供电的电源线、使用第二绝缘膜覆盖电源线、在第二绝缘膜上形成EL元件的第一电极层、并且将部分第一电极层重叠在电源线上。该实施例还包括形成在第一电极层的与电源线水平分隔开的部分上具有开口的第三绝缘膜、在开口上形成EL元件的发射层、并在发射层上形成第二电极层。

附图说明

图1显示的是传统电压编程(voltage programming)有机EL显示装置；

图2显示的是图1所示的有机EL显示装置的像素电路的平面图；

图3显示的是图2的像素电路的A-A’部分的截面图；

图4显示的是根据本发明一示例性实施例的像素电路的简化平面图；

图5显示的是根据本发明另一示例性实施例的像素电路的详细平面图；

图6显示的是图5的像素电路的B-B’部分的截面图；

图7显示的是图5的像素电路的B-B’部分的截面图的可选实施例，其具有更宽的有机EML；

图8显示的是根据本发明一示例性实施例的像素电路在前面型发光显示装置中的应用；

图9显示的是根据本发明另一示例性实施例的像素电路。

具体实施方式

在本说明中，在附图中对厚度进行了放大，以清楚地对多个层和区域进行描述。在本说明书中，相似的部件或单元具有相同的附图标记。在本公开的上下文中，当述及某一层、薄膜、区域或者基底位于另一部件“上”时，应当将“上”理解为包括直接接触或者通过至少一个中间材料进行连接。

所述的示例性实施例用于背面型发光显示装置。然而，将所述实施例应用到前面型发光显示装置中也在本发明的范围内。

图4显示的是根据本发明一示例性实施例的像素电路的简化平面图。为了便于描述，对由扫描线S1、数据线D1和电源线250驱动的单个像素电路进行描述。

如图4所示，像素电路包括用于根据所施加的电流的量来显示图像的有机EL元件240、以及用于驱动有机EL元件240的驱动电路280。

有机EL元件240包括有机EML、用于形成阳极的第一电极层(ITO)、以及用于形成阴极的第二电极层(未显示)。

驱动电路280可以通过使用电压编程或者电流编程驱动电路来形成，并且在从扫描线施加选择信号时，其根据施加到数据线上的图像信号来控制流向有机EL元件240的电流，从而显示所需图像。

将形成阳极的第一电极层形成为重叠在电源线250上。由于向电源线250施加恒定的电源电压，所以施加到第一电极层的数据的微小变动基本上不对电源线250造成影响。

因此，当将第一电极层形成为重叠在电源线250上时，有机EML形成得更宽，且有机EL显示装置的开口率得以提高。

图5显示的是根据本发明一示例性实施例的像素电路的详细平面图，图6显示的是图5的像素电路的B-B’部分的截面图。

如图5和6所示，驱动电路180包括：驱动晶体管120，用于根据施加到栅极上的电压控制流向有机EL元件140的电流；开关晶体管110，用于响应选择信号，将施加到数据线D1的图像信号传输到驱动晶体管120；以及电容器130。

开关晶体管110的栅极电极116形成于与扫描线S1的电极层相同的电极层上，且开关晶体管110的源极区域113通过接触孔连接到数据线D1。开关晶体管110的漏极区域114通过接触孔连接到驱动晶体管120的栅极电极116。

驱动晶体管120的漏极区域通过接触孔连接到电源线150，并且驱动晶体管120的源极区域通过接触孔连接到有机EL元件140的电极层142。

在本实施例中，绝缘膜形成于有机EL元件140的电极层142和电源线150之间，且部分电极层142被形成为重叠在电源线150上，其间具有该绝缘膜。

通过电源线150和驱动晶体管120的栅极电极形成电容器130。

结果，当开关晶体管110被选择信号导通时，数据电压被传送到驱动晶体管120的栅极，且预定电流被施加到电极层142。从电极层142注入的空穴通过有机EML 141的HTL被传送到EML，并且电子通过有机EML 141的ETL从阴极电极层(未显示)注入到EML。电子和空穴在EML中复合从而产生激子，并且随着激子从激发态变为基态，EML的磷分子发光。在这种情况下，通过透明电极层142、绝缘膜和基底输出所发的光，从而形成图像。

如图所示，该有机EL显示装置为后面型发光显示装置，其中多晶硅层形成于透明绝缘膜112上。透明绝缘薄膜112形成于基底膜111上。由SiO₂或者SiNx制成的第一绝缘膜115形成于多晶硅层上。

在第一绝缘膜115上，由Al和Cr制成的栅极电极116形成为横过该多晶硅层。

多晶硅层的位于栅极电极116下面的部分未被掺杂，并且其两个部分被掺以n型掺杂剂。掺以掺杂剂的区域分别形成源极区域113和漏极区域114，且未掺杂区域形成沟道区。

源极电极118形成于源极区域113上，源极区域113通过源极电极118连接到数据线D1。漏极电极119形成于漏极区域114上，漏极电极119连接到第二晶体管120的栅极电极。

电源线150形成于第一绝缘膜115上，并且被第二绝缘膜117覆盖。有机EL元件140的电极层142形成于晶体管110和电源线150之间的第二绝缘膜117上。电极层142延伸到电源线150的顶部，并且在电极层142上形成具有开口的第三绝缘膜120。在此情况下，第三绝缘膜120形成为覆盖电极层142的边缘的一部分。

在有机EL显示装置为后面型发光显示装置的情况下，第三绝缘膜120的开口形成在电极层142没有重叠在电源线150上的部分上，且有机EML141形成于第三绝缘膜120的该开口上。沉积的阴极电极121形成于有机EML 141上，且阴极电极121形成为金属层。

图7显示的是替换实施例中像素电路的B-B’部分的截面图，其具有形成得最宽的有机EML 141’。

如图所示，在有机EML 141’没有弯曲的范围内，有机EML 141’形成于最接近电源线150的位置。

当将第二绝缘膜117的厚度定义为‘b’，而将电极层142的厚度定义为‘a’时，距电源线150一等于厚度‘a’和‘b’之和的距离形成第三绝缘膜120的开口。从而有机EL显示装置的开口率可以被最大化。

通过将电极层142重叠在电源线150上，而第二绝缘膜117位于其间，有机EML 141’被形成得更宽，因此开口率得以提高。

图8显示的是应用到前面型发光显示装置的像素电路的替换实施例。

如图所示，由于在第二绝缘膜117上形成基本上平坦的膜122，所以将本发明的概念应用到前面型发光显示装置的情形不同于图6所示的后面型发光显示装置。

平坦的膜122由有机膜制成。此外，使用金属层制成电极层142’以反光，并且使用透明电极层制成电极层121’。电极层142’被形成为重叠在电源线150上，第二绝缘膜117位于其间。

图9显示的是根据本发明另一示例性实施例的像素电路。

如图所示，像素电路与图5的像素电路不同之处在于，电极层142”重叠在电源线150和扫描线S2上。

由于在像素电路的选择时间内恒定的电压信号被施加到扫描线S2上，所以由电极层142”导致的微小电压波动基本上不对施加到扫描线S2的选择信号产生影响。

通过将电极层142”重叠到施加有恒定电压的扫描线S2上，发光区域被最大化，且有机EL显示装置的开口率增大。

在电极层142”上形成具有开口的第三绝缘膜，并且在该开口上形成有机EML 141。在本实施例中，第三绝缘膜的该开口与电源线150在水平方向上隔开至少一距离，该距离等于第二绝缘膜和电极层142”的厚度之和。

图9显示的是电极层142”重叠在下一行扫描线S2上。然而，本发明的范围也包括将电极层142重叠在当前扫描线S1上。可选地，可以将电极层142重叠在下一行扫描线S2上，而不重叠在电源线150上。

尽管上文对本发明的示例性实施例进行了详细的描述，但是应当清楚理解的是，对于本领域的技术人员而言显然的是，对此处所教导的基本发明概念的多种变化和/或者修改也在本发明主旨和范围之内，如所附的权利要求所述。

尤其是，已经以包括驱动晶体管和开关晶体管的电压编程电路的形式对上述驱动电路进行了描述。但是并不局限于这种电路类型，可以使用电流编程方法和多种电压编程方法形成驱动电路。

所述的电源线150为单独形成的元件，但是可选地其也可以被形成为晶体管的栅极电极或者源极/漏极电极。在这些可选实施例中，有机EL元件的电极层重叠在栅极电极或源极/漏极电极上，且绝缘膜居于其间。

上述驱动晶体管和开关晶体管被描述为具有N沟道晶体管，但是本领域技术人员可以意识到，可以以包括第一电极、第二电极和第三电极的任何适当方式形成开关晶体管，且电压被施加到第一电极和第二电极上，控制从第二电极流向第三电极的电流。

Claims (21)

1.一种电致发光显示装置，包括包含多个扫描线、多个数据线和多个像素电路的显示板，其中该像素电路包括：

包括第一电极层和发射层的电致发光元件；以及

连接到该电致发光元件的驱动电路，

其中，该电致发光元件的该第一电极层重叠在用于给该驱动电路供电的电源线上，一第一绝缘膜位于其间。

2.根据权利要求1的电致发光显示装置，其中，该第一电极层包括透明电极层或者金属层。

3.根据权利要求2的电致发光显示装置，还包括一第二电极层，该第二电极层包括金属层或者透明电极层，且形成于该发射层上。

4.根据权利要求1的电致发光显示装置，其中，该电致发光元件的该发射层在水平方向上与该电源线隔开一距离，该距离等于或者大于该第一绝缘膜和该第一电极层的厚度之和。

5.根据权利要求1的有机电致发光显示装置，其中，该像素电路还包括一第三绝缘膜，该第三绝缘膜至少覆盖该第一电极层的边缘的一部分，且包括在水平方向上与该电源线隔开的开口。

6.根据权利要求5的电致发光显示装置，其中，该第三绝缘膜的该开口在水平方向上与该电源线隔开至少该第一绝缘膜和该第一电极层的厚度之和而形成。

7.根据权利要求3的有机电致发光显示装置，还包括基本平坦的层，该层包括位于该第一电极层下面的有机膜。

8.一种电致发光显示装置，包括包含多个扫描线、多个数据线和多个像素电路的显示板，其中该像素电路包括：

包括第一电极层和有机发射层的电致发光元件；以及

连接到该电致发光元件的驱动电路，

其中，该电致发光元件的该第一电极层重叠在该扫描线上，一第一绝缘膜位于其间。

9.根据权利要求8的电致发光显示装置，其中，该第一电极层包括透明电极层或者金属层。

10.根据权利要求9的电致发光显示装置，还包括一第二电极层，该第二电极层包括金属层或者透明电极层，且形成于该发射层上。

11.根据权利要求8的电致发光显示装置，其中，该电致发光元件的该发射层在水平方向上与该扫描线隔开一距离，该距离等于或者大于该第一绝缘膜和该第一电极层的厚度之和。

12.根据权利要求8的电致发光显示装置，其中，该像素电路还包括一第三绝缘膜，该膜至少覆盖该第一电极层的边缘的一部分，且包括在水平方向上与该扫描线隔开的开口。

13.根据权利要求12的电致发光显示装置，其中，该第三绝缘膜的该开口在水平方向上与该电源线隔开至少该第一绝缘膜和该第一电极层的厚度之和。

14.根据权利要求10的电致发光显示装置，还包括基本平坦的层，该层包括位于该第一电极层下面的有机膜。

15.根据权利要求8的电致发光显示装置，其中，该像素电路还包括用于向该驱动电路供电的电源线，并且该电致发光元件的该第一电极层重叠在该电源线上，该第一绝缘膜位于其间。

16.一种制造电致发光显示装置的方法，该电致发光显示装置包括电致发光元件、第一绝缘膜和连接到该电致发光元件的驱动电路，该方法包括：

(a)形成用于向该驱动电路供电的电源线；

(b)形成一第二绝缘膜以覆盖该电源线；

(c)在该第二绝缘膜上形成该电致发光元件的第一电极层，并且将该第一电极层的至少一部分重叠在该电源线上；

(d)形成在该第一电极层的在水平方向上与该电源线隔开的部分上具有开口的第三绝缘膜；

(e)在该开口上形成该电致发光元件的发射层；以及

(f)在该发射层上形成一第二电极层。

17.根据权利要求16的方法，其中，通过透明电极层或者金属层形成该第一电极层。

18.根据权利要求17的方法，其中，通过金属层或者透明电极层形成该第二电极层。

19.根据权利要求16的方法，其中，形成该发射层包括在水平方向上使该电致发光元件的该发射层与该电源线隔开一距离，该距离等于或者大于该第二绝缘膜和该第一电极层的厚度之和。

20.根据权利要求16的方法，其中，该第二绝缘膜是用于定义像素区的绝缘膜。

21.根据权利要求16的方法，还包括在形成第一电极层之前，在该第二绝缘膜上形成包括有机膜的基本平坦的层。

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