CN1638560A

CN1638560A - 有机电致发光器件

Info

Publication number: CN1638560A
Application number: CNA2004100908906A
Authority: CN
Inventors: 朴宰用
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2003-12-29
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2024-11-16
Also published as: US20050162070A1; KR100711001B1; CN100479177C; JP2005196183A; US7312568B2; KR20050068235A

Abstract

一种有机电致发光器件，包括栅极线、与栅极线交叉并限定像素区的数据线、与数据线平行的电源线和位于像素区且与有机电致发光二极管相对应的阵列元件。该阵列元件包括开关TFT、驱动TFT和存储电容。驱动TFT包括源极和漏极，其中，源极和漏极中的一个具有至少一个垂直突起，源极和漏极中的另一个具有至少两个垂直突起。

Description

有机电致发光器件

本申请要求享有于2003年12月29日在韩国申请的韩国专利申请第99399/2003号的权益，其在此结合以作为参考。

技术领域

本发明涉及一种有机电致发光器件，具体涉及一种在顶部发光型有机电致发光器件内的驱动薄膜晶体管(TFT)的栅极和源极/漏极的结构。

背景技术

一般而言，有机电致发光器件(也称为有机发光二极管(OLED)器件)，是一种自发光型平板显示器件。其包括多个像素以及位于每一像素内的有机发光二极管。每一有机发光二极管通过将来自阴极的电子和来自阳极的空穴注入发光层，经空穴和电子的复合，产生激子，并将激发态的激子转化成基态来发射光。因此，有机电致发光器件并不需要附加的光源，从而具有重量轻、外形薄以及尺寸紧凑的优点。

另外，有机电致发光器件通常可以用相对简单的工艺来制造，包括沉积工艺和封装工艺。因此，有机电致发光器件具有较低的生产成本。而且，有机电致发光器件可以用低DC电压工作，从而具有较低的能耗和较快的响应速度。有机电致发光器件还具有宽视角和高的图像对比度。并且有机电致发光器件是一种集成器件。所以，有机电致发光器件具有抗外部冲击的高耐冲击性以及较广的适用范围。

不具有开关元件的无源矩阵型有机电致发光器件已经被广泛应用。在这种无源矩阵型有机电致发光器件中，扫描线与信号线相互交叉以限定一个矩阵形器件，而且扫描线被顺次驱动以激发每个像素。但是为了获得所要求的平均亮度，瞬时亮度需要与通过平均亮度和线路数目的乘积获得的亮度一样高。

同时也存在有源矩阵型有机电致发光器件，其包括在每一像素内作为开关元件的薄膜晶体管。施加到像素上的电压被充入存储电容Cst，以使电压能施加在像素上，直到下一帧信号施加为止。从而连续地驱动有机电致发光器件，而无论栅极线数目的多少，直至一副图像被显示完成。因此，即使在施加低电流时，这种有源矩阵型电致发光器件也可以提供均匀的发光。

图1是按照现有技术的有源矩阵型有机电致发光器件中一像素结构的电路图。在图1中，栅极线2沿第一方向形成，数据线3和电源线4沿与栅极线2交叉的第二方向形成，由此限定了多个子像素区域。此外，一开关TFT 5形成在每一子像素区域内。存储电容Cst6与开关TFT 5和电源线4相连。作为电流源元件的驱动TFT 7与存储电容Cst 6和电源线4相连。

将有机电致发光二极管8与驱动TFT 7相连。当电流正向施加到该有机电致发光二极管8的有机发光材料上时，电子和空穴复合，并移动穿过位于作为空穴施主的阳极与作为电子提供者施主的阴极之间的P-N结。因此，有机电致发光二极管8的能量变低，由此产生能量差并引起发光。

根据光的发光方向，有机电致发光器件可以分为顶部发光型和底部发光型。图2是按照现有技术的底部发光型有机电致发光器件的截面示意图。在图2中，有机电致发光器件10包括第一透明基板12。TFT阵列14、第一电极16、有机发光层18和第二电极20形成在第一基板12上。有机发光层18包括对应于像素P中每一子像素的红色、绿色和蓝色有机发光材料R、G、B。

第一基板12通过密封剂26粘结在其上形成有吸收剂22的第二基板28上，，从而实现了有机电致发光器件的封装。吸收剂22用来清除渗入封装的有机电致发光器件内部的湿气和氧气。具体地说，第二基板28的一部分25被刻蚀，吸收剂22被填入刻蚀部分并用胶带固定。第一基板12和第二基板28由透明的绝缘材料，如玻璃或塑料等构成。

图3是图1、图2所示的有机电致发光器件中TFT阵列中的一子像素。在图3中，栅极线32和数据线34相互交叉，在两者之间形成绝缘层，从而限定了像素区域P。此外，电源线35与数据线34平行形成。开关TFT Ts在像素区域中形成，并连接到各自的栅极线32和各自的数据线34。开关TFT Ts包括栅极36、有源层(未示出)、源极46和漏极50。开关TFT Ts的栅极36与栅极线32相连，其源极46与数据线34相连。通过第一接触孔54，漏极50与驱动TFT TD的栅极38相连接。驱动TFT TD的源极48与电源线35相连，其漏极52通过第二接触孔56与第一电极16相连。

设置于像素上的TFT使用非晶硅形成一个有源层。由于非晶硅的迁移率比晶体硅低0.5-1cm²/Vsec，驱动TFT TD的宽长比W/L需增加以驱动有机发光层。驱动TFT TD的宽度是有源层与栅极38上的源极/漏极之间的重叠部分。驱动TFT TD的长度为源极48与漏极52之间的距离。为了增加W/L比，驱动TFT TD的尺寸也要增大。

但是，当驱动TFT TD的尺寸增大时，底部发光型有机电致发光器件的孔径比会降低。因此，施加在有机电致发光层的电流密度相对要高，并且驱动TFT TD要经受数小时的DC电压，从而降低了有机电致发光器件的寿命。

发明内容

因此，本发明涉及一种有机电致发光器件，其可以基本消除由现有技术的局限和缺点而引起的一个或多个问题。

本发明的一个目的在于提供一种具有驱动薄膜晶体管的有机电致发光器件，其中的驱动薄膜晶体管具有增大的宽长比(W/L)，从而可以获得更高的清晰度。

本发明的另一目的在于提供一种具有驱动薄膜晶体管的有机电致发光器件，其中的驱动薄膜晶体管的源极和漏极呈具有多个垂直凸起的梳形，从而可以获得改善的DC可靠性和更长的产品寿命。

本发明另外的优点和特征将部分在下面的描述中提出，其中一部分对于本领域的技术人员来说根据下面的描述可以变得显而易见，或者可以从本发明的实施中了解。通过以下的描述及其权利要求以及所附附图中所指出的具体结构，本发明的这些和其它优点可以实现和得到。

为实现这些和其他的优点及按照本发明的目的，作为具体和广义的描述，一种有机电致发光器件包括栅极线、与栅极线相交并限定像素区的数据线、与数据线平行的电源线、在像素区形成且对应于有机电致发光二极管的阵列元件。该阵列元件包括开关TFT、驱动TFT和存储电容。并且此驱动TFT包括源极和漏极，源极和漏极中的一个具有至少一个垂直突起，源极和漏极中的另一个具有至少两个垂直突起。

另一方面，所述有机电致发光器件包括彼此相对且在二者之间具有预定间隙的第一和第二基板、形成在第一基板内表面上且具有TFT的阵列元件、形成在第二基板内表面上的有机电致发光二极管，以及一电连接阵列元件与有机电致发光二极管的导电衬垫料，其中，所述阵列元件包括TFT，所述TFT包括源极和漏极，源极和漏极中的一个具有至少一个垂直突起，源极和漏极中的另一个具有至少两个垂直突起。

另一方面，一种制造有机电致发光器件的方法，包括：形成栅极线；形成与栅极线交叉并限定像素区的数据线；形成与数据线平行的电源线；形成于像素区内且与有机电致发光二极管相对应的阵列元件，所述阵列元件的形成又包括形成开关TFT、驱动TFT和存储电容，所述驱动TFT的形成又包括形成源极和漏极，源极和漏极中的一个具有至少一个垂直突起，源极和漏极中的另一个具有至少两个垂直突起。

应当理解，前面的一般说明和下面的具体说明都是示例性和解释性的，目的均是对所要保护的发明提供进一步的解释。

附图说明

所包括的附图被用于提供对本发明的进一步理解，并被结合而构成说明书的一部分，示出本发明的各种实施方式，而且与下面的描述一起用来解释本发明的原理。在附图中：

图1是按照现有技术的有源矩阵型有机电致发光器件中像素结构的电路图；

图2是按照现有技术的底部发光型有机电致发光器件的截面示意图；

图3是图1和图2中所示的有机电致发光器件的TFT阵列的子像素；

图4是按照本发明一实施例的双面板型有机电致发光器件的截面示意图；

图5是按照本发明一实施例的有机电致发光器件的子像素区的平面视图；

图6是按照本发明一实施例的驱动元件局部详图；

图7是按照本发明另一实施例的驱动元件局部详图。

具体实施方式

现在，详细说明各优选实施例，所述实施例示出在附图中。

图4是按照本发明一实施例的双面板型有机电致发光器件的截面示意图。但是，本发明并不局限于这种双面板型。在图4中，有机电致发光器件包括设置成彼此相对且在二者之间具有预定间隙I的第一基板110和第二基板130。沿着第一基板110和第二基板130的边缘，通过密封图案140将二者相互粘接。

此外，在第一基板110的透明基板100上形成阵列元件120。阵列元件120包括薄膜晶体管(TFT)T和与TFT T相连的电连接部分112。电连接部分112由限定TFT T的电极如源极和漏极延伸出来。或者通过构图单独的金属材料的方式来形成电连接部分112，并使其与TFT T的源极和漏极中的一个相连。TFT T是驱动TFT。

并且，有机电致发光二极管E形成于第二基板130的透明基板101上。有机电致发光二极管E包括作为公共电极的第一电极132，形成于第一电极132下面的有机电致发光层134，以及形成于有机电致发光层134下面的第二电极136。

构图有机电致发光层134与子像素相对应，其包括发光层134b、形成于发光层134b顶部的第一有机材料层134a，以及形成于发光层134b底部的第二有机材料层134c。发光层134b包括具有红、绿、蓝三色之一构图于其上的发光材料与子像素对应。第一有机材料层134a和第二有机材料层134c包括基于阴阳电极设置的有机电致发光材料。例如，当第一电极132为阳极，第二电极136为阴极时，第一有机材料层134a包括空穴掺杂层和空穴传输层，第二有机材料层134c包括电子掺杂层和电子传输层。

而且，TFT T通过导电衬垫料114与有机电致发光二极管E连接。导电衬垫料114与密封图案140平行，并且与第二电极136和电连接部分112接触。导电衬垫料114包括低阻抗值的延展性金属材料，并形成于第一基板110上。

根据本发明的实施例，该电致发光器件为顶部发光型有机电致发光器件，其由有机电致发光层134向第二基板130发光。因此，第一电极132由透明导电材料构成，而第二电极136由不透明的导电材料构成，以防止向下发射的反射光引起的干涉。此外，在第一基板110和第二基板130之间的预定间隙I可以填充氮气。

由于阵列元件120和有机电致发光二极管E形成于不同的基板上，阵列元件120的输出不影响有机电致发光二极管E的输出。因此每个元件的生产管理得到了改善。此外，阵列元件120的设计不受与有机电致发光二极管共用同一基板所引起的局限性的限制。例如，阵列元件120可以以矩阵的方式排列在第一基板110的阵列区域，并且在每一子像素内包括开关TFT、驱动TFT和存储电容。每一开关TFT和驱动TFT包括由非晶硅构成的有源层。为了提高驱动TFT的迁移率，驱动TFT的源极/漏极以梳齿形形成，也就是说形成若干垂直突起。驱动TFT的源极/漏极以指状相互啮合。

此外，由于TFT的设计不需考虑孔径比，阵列元件的处理效率可以提高，从而提供了一种高孔径比/高分辨的产品。而且，因为器件是双面板类型，可以有效防止外部空气的渗入，从而提高了产品的可靠性。

图5是按照本发明的一实施例的有机电致发光器件一子像素区的平面图。在图5中，开关元件Ts、驱动元件TD和存储电容CST(未示出)形成于子像素区P内，并且为阵列元件120的一部分(如图4所示)。虽然未在图上标出，开关元件Ts或驱动元件TD包括一个以上的TFT。子像素P通过栅极线232和数据线234的交叉来限定，且在二者之间形成了绝缘层。电源线235与数据线234平行形成。虽然图中只示出一子像素P、一栅极线232、一数据线234和一电源线235，但多条栅极线232和数据线234可以在第一基板110上形成，限定了与有机电致发光二极管E(如图4所示)相对应的多个子像素P，以及多条电源线235平行于数据线234形成。

开关元件Ts包括栅极236、有源层(未示出)、源极246和漏极250。驱动元件TD包括栅极238、有源层(未示出)、源极248和漏极252。开关元件Ts的栅极236与栅极线232相连，开关元件Ts的源极246与数据线234相连。此外，开关元件Ts的漏极250通过第一接触孔254与驱动元件TD的栅极238相连。驱动元件TD的源极248与电源线235相连，驱动元件TD的漏极252通过第二接触孔256与电连接部分216相连。或者，电连接部分216由驱动元件TD的漏极252延伸出来形成，从而去掉第二接触孔256。通过导电衬垫料260，电连接部分216与形成在第二基板上的第二电极(未示出)电相连。

开关元件Ts和驱动元件TD均包括具有非晶硅有源层的TFT。由于非晶硅的迁移率比晶体硅低0.5-1cm2/Vsec，驱动元件TD的宽长比(W/L)需要增大以驱动有机发光层。驱动元件TD的宽度为有源层与栅极238上的源极248/漏极252之间的重叠部分。驱动元件TD的长度为源极248与漏极252之间的距离。

图6是按照本发明一实施例的驱动元件的局部详图。在图6中，驱动元件(例如图5中所示的驱动元件TD)包括栅极638、源极648、漏极652和有源层600。栅极638、源极648和漏极652为梳形，分别包括多个垂直突起638a、648a和652a。例如，栅极638具有四个垂直突起638a，源极648具有三个垂直突起648a，漏极652有两个垂直突起652a。

源极垂直突起648a与栅极垂直突起638a的第一部分重叠。此外，漏极垂直突起652a与栅极垂直突起638a的第二部分重叠。特别地，源极垂直突起648a和漏极垂直突起652a间距L以非重叠、指状交叉的方式彼此啮合。并且，有源层600在栅极垂直突起638a与源极/漏极垂直突起(648a和652a)之间以夹层方式形成。

从而，驱动元件的宽度W如阴影区域所示，对应于有源层600与栅极638上源极648和漏极652的重叠区域，其宽度宽于现有技术。特别地，由于有源层600形成于源极648和栅极638所有的重叠部分以及漏极652和栅极638重叠部分的下面，驱动元件的宽度增大了大约3倍，如图6所示。因此，驱动元件的宽长比(W/L)增大了，从而改善了其迁移率。

另外，由于源极648和漏极652以非重叠、指状交叉的方式相互啮合，保持了热扩散效应和电流扩散效应，从而降低了DC电压和增加了驱动元件的寿命。另外，这种指状交叉的结构降低了底部发光型有机电致发光器件的孔径比。但是，因为本发明涉及到顶部发光型，所以该问题并不适用于本发明。

图7是按照本发明另一实施例的驱动元件的局部详图。如图7所示，驱动元件(例如图5中的驱动元件TD)包括栅极638、源极648、漏极652和有源层700。栅极638、源极648和漏极652为梳形，分别包括多个垂直突起638a，、648a和652a。例如，栅极638具有四个垂直突起638a，源极648具有三个垂直突起648a，漏极652具有两个垂直突起652a。

源极垂直突起648a与栅极垂直突起638a的第一部分重叠。此外，漏极垂直突起652a与栅极垂直突起638a的第二部分重叠。特别地，源极垂直突起648a和漏极垂直突起652a间距L以非重叠、指状交叉的方式彼此啮合。

此外，有源层700包括多个相互间有预定间隙的条带，并且与源极垂直突起648a和漏极的垂直突起652a的啮合部分重叠。从而，如图中阴影区所示的驱动元件的宽度W比图6所示的驱动元件的宽度小，但为获得图6所示的驱动元件的宽度，该驱动元件的总体尺寸要增大。但是，由于有源层700为条带状，通过有源层700的信号迁移性能得到改善。因此与现有技术相比，驱动元件具有更好的性能。

并且，由于源极648和漏极652以指状交叉的方式不重叠，保持了热扩散和电流扩散效应，从而降低了DC电压，增大了驱动元件的寿命。

因此，按照本发明一实施例的有机电致发光器件包括源极和漏极以指状交叉方式不重叠的驱动元件。这样，此驱动元件具有改善的宽长比(W/L)，从而降低了DC电压，增大了驱动元件的寿命。因此，此种有机电致发光器件具有更高的产品可靠性。

很显然，本领域的技术人员可以对本发明的有机电致发光器件进行各种改进和改变而不会脱离本发明的精神或范围。因此，本发明旨在涵盖落入本发明所附权利要求及其等同物范围内的这些改进和改变。

Claims

1.一种有机电致发光器件，包括：

栅极线；

与栅极线交叉且限定像素区域的数据线；

与数据线平行的电源线；及

形成于像素区内与有机电致发光二极管相对应的阵列元件，其又包括开关TFT、驱动TFT和存储电容，所述驱动TFT又包括源极和漏极，所述源极/漏极中的一个具有至少一个垂直突起，所述源极/漏极中的另一个具有至少两个垂直突起。

2.按照权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述源极垂直突起与所述漏极垂直突起以非重叠、指状交叉的方式相互啮合。

3.按照权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机电致发光二极管包括：

第一电极；

形成于第一电极之下的有机电致发光层；及

形成于有机电致发光层之下的第二电极。

4.按照权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机电致发光层包括发光层、形成在所述发光层顶面的第一有机材料层和形成在所述发光层底面的第二有机材料层组成，其中，具有红、绿、蓝三色之一的发光材料在所述发光层上构图。

5.按照权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述驱动TFT进一步包括：

具有多个垂直突起的梳形栅极，与栅极垂直突起的第一部分重叠的源极垂直突起，以及与栅极垂直突起的第二部分重叠的漏极垂直突起；及

形成在栅极垂直突起的上方，及源极和漏极的垂直突起下方的有源层。

6.按照权利要求5所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有源层呈矩形，覆盖所述栅极垂直突起并与所述源极和漏极垂直突起重叠。

7.按照权利要求5所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有源层包括多个条带，所述条带与所述源极垂直突起和漏极垂直突起啮合的区域相重叠。

8.按照权利要求5所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述栅极、源极和漏极分别具有不同数目的垂直突起。

9.按照权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述阵列元件和所述有机电致发光二极管形成于不同的基板上。

10.一种有机电致发光器件，包括：

彼此相对且二者之间有预定间隙的第一和第二基板；

形成于所述第一基板内表面上的阵列元件，所述阵列元件包括TFT，所述TFT包括源极和漏极，所述源极和漏极中的一个具有至少一个垂直突起，所述源极和漏极中的另一个具有至少有两个垂直突起；

形成于所述第二基板内表面上的有机电致发光二极管；及

电连接所述阵列元件和所述有机电致发光二极管的导电衬垫料。

11.按照权利要求10所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述源极垂直突起与所述漏极垂直突起以非重叠、指状交叉的方式相互啮合。

12.按照权利要求10所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机电致发光二极管包括：

包括透明金属材料的第一电极；

与像素区域相对应形成的有机电致发光层；及

第二电极。

13.按照权利要求12所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机电致发光层包括发光层、形成在所述发光层顶面的第一有机材料层和形成在所述发光层底面的第二有机材料层，其中，具有红、绿、蓝三色之一的发光材料在所述发光层上构图。

14.按照权利要求10所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述TFT进一步包括：

具有多个垂直突起的梳形栅极，与所述栅极垂直突起的第一部分重叠的源极垂直突起，以及与所述栅极垂直突起的第二部分重叠的漏极垂直突起；及

形成在所述栅极垂直突起上方，及所述源极和漏极垂直突起下方的有源层。

15.按照权利要求14所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有源层呈矩形，覆盖所述栅极垂直突起，并与所述源极和漏极垂直突起重叠。

16.按照权利要求14所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有源层包括多个条带，所述条带与所述源极垂直突起和漏极垂直突起啮合的区域相重叠。

17.按照权利要求14所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述栅极、源极和漏极分别具有不同数目的垂直突起。

18.一种制造有机电致发光器件的方法，包括：

形成栅极线；

形成与栅极线交叉并限定像素区的数据线；

形成与数据线平行的电源线；及

形成位于像素区内且与有机电致发光二极管相对应的阵列元件，所述阵列元件的形成又包括形成开关TFT、驱动TFT和存储电容，所述驱动TFT的形成又包括形成源极和漏极，其中，所述源极和漏极中的一个具有至少一个垂直突起，所述源极和漏极中的另一个具有至少两个垂直突起。

19.按照权利要求18所述的方法，其特征在于，所述源极垂直突起和漏极垂直突起以指状交叉的方式不重叠。