CN1638564A - 有源矩阵有机电致发光显示器件及其制造方法 - Google Patents

有源矩阵有机电致发光显示器件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种有机电致发光显示器件包括：在第一基板上的栅线；在第一基板上与栅线相交的数据线；在栅线和数据线交叉区域的开关薄膜晶体管；具有第一驱动双栅极、驱动有源层、驱动源极、驱动漏极和第二驱动双栅极的驱动薄膜晶体管，并且驱动薄膜晶体管连接到开关薄膜晶体管上；在第二基板上的有机电致发光二极管；和连接第一和第二基板之间的驱动漏极和有机电致发光二极管的连接图案。

Description

有源矩阵有机电致发光显示器件及其制造方法
本发明要求享有2003年12月27日在韩国递交的申请号为2003-0098135的韩国专利申请的权益，在此结合其全部作为参考。
技术领域
本发明涉及一种显示器件及其制造方法，尤其涉及一种有源矩阵有机电致发光显示(OELD)器件以及其制造方法。
背景技术
有机电致发光显示器件包括注入电子的阴极、注入空穴的阳极和在该两个电极之间的有机电致发光层。有机电致发光二极管包括在阳极和阴极之间具有有机薄膜的多层结构，当将正向电流施加到有机电致发光二极管时，电子—空穴对(通常称为激子)在有机电致发光层中复合，结果在阳极和阴极之间产生P-N结。电子—空穴对组合时与其分开时相比具有较低的能量。在组合和分开的电子—空穴对之间最终的能量差通过有机电致发光元件转化为光。换句话说，有机电致发光层由于响应施加的电流使电子和空穴重新复合而发射出产生的能量。
由于上述的原理，与现有技术中的液晶显示器件相比，有机电致发光显示器件不需要附加的光源。此外，有机电致发光显示器件具有外形薄、重量轻以及能效高的优点。因此，有机电致发光显示器件在显示图像时具有很多优点，例如，能耗低、亮度高并且响应时间短。由于具有上述优点，有机电致发光显示器件作为应用在各种即将出现的消费电子产品中，例如移动通信设备、CNS(汽车导航系统)、PDA(个人数字助理)、可携式摄像机以及掌上电脑，是比较有前景的。同样，因为该有机电致发光显示器件的制造工艺相对比较简单，所以有机电致发光显示器件的生产成本比现有技术中的液晶显示器件的生产成本要低。
有机电致发光显示器件可以用在无源矩阵型结构或有源矩阵型结构中。无源矩阵型的结构以及制造工艺都比较简单，但比有源矩阵型的能耗高。而且，由于无源矩阵有机电致发光显示器件的结构限制了显示器件的大小，所以很难使无源矩阵型用于大尺寸器件中。进一步，无源矩阵型的孔径比会随着总线数目的增加而降低。相反的是，有源矩阵型有机电致发光显示器件比无源矩阵型具有高亮度的高显示质量。
图1是表示现有技术中的有源矩阵型有机电致发光显示器件的截面图。如图1所示，有机电致发光显示器件10包括第一和第二基板12和28，其中利用密封剂26将这两基板粘接。在第一基板12上，形成多个薄膜晶体管(TFT)T和阵列部分14。每个薄膜晶体管T对应于每个像素区域P。将第一电极(也就是阳极)16、有机电致发光层18和第二电极(也就是阴极)20顺序形成在阵列部分14上。在此处，有机电致发光层18在每个像素P中发出对应于红(R)、绿(G)和蓝(B)色的光。特别的是，为了显示彩色图像，分别将发R、G和B光的有机材料形成在每个像素P内。
还是如图1所示，通过密封剂26与第一基板12粘接的第二基板28包括在其后表面上的吸湿剂(也就是干燥剂)22。吸湿剂22吸收第一和第二基板12和28之间的盒间隙内的湿气。当在第二基板28上形成吸湿剂22时，蚀刻出第二基板28的一部分以形成一个凹槽。接着，将粉末型的吸湿剂22充填到凹槽中去，然后，在第二基板28上覆盖一条密封带25以将粉末型吸湿剂22固定在凹槽内。
图2是表示现有技术中的有机电致发光显示器件的一个像素的等效电路图。如图2所示，将栅线36形成在横向(也就是水平)方向上并且将数据线49形成在完全垂直于栅极线36的纵向(也就是垂直)方向上。将开关薄膜晶体管(开关TFT)TS形成在栅线36和数据线49交叉的区域附近并且将驱动薄膜晶体管(驱动TFT)TD形成为与开关薄膜晶体管TS和电源线62电连接。此外，将驱动薄膜晶体管TD电连接到有机电致发光二极管E上。将存储电容Cst形成在驱动薄膜晶体管TD的驱动源极52和驱动栅极34之间。也可以将存储电容Cst连接到开关薄膜晶体管TS的开关漏极和电源线62上。将开关薄膜晶体管TS的开关源极连接到数据线49上，并且将驱动薄膜晶体管TD的驱动源极52连接到电源线62上。将开关薄膜晶体管TS的开关栅极32连接到栅线36上。有机电致发光二极管E包括第一电极、有机电致发光层和第二电极，如图1所示。有机电致发光二极管E的第一电极与驱动薄膜晶体管TD的驱动漏极54电连接，有机电致发光层形成在第一电极上，及第二电极形成在有机电致发光层上。
现在，将参考图2简单解释有机电致发光显示器件的操作过程。当来自于栅线36的栅极信号施加到开关薄膜晶体管TS的开关栅极32上时，流过数据线49的数据电流信号通过开关薄膜晶体管TS转换成电压信号并被施加到驱动薄膜晶体管TD的驱动栅极34上。其后，操作驱动薄膜晶体管TD并决定流入到有机电致发光二极管E内的电流值。结果，有机电致发光二极管E可以显示黑白之间的灰度等级。
该电压信号也被施加到存储电容Cst中，从而使存储电容Cst存储电荷。存储在存储电容Cst内的电荷使电压信号的电压保持在驱动栅极34上。因而，即使开关薄膜晶体管TS已经关闭，但流入到有机电致发光二极管E内的电流值仍能保持恒定直到给出下一个电压信号。
同时，开关和驱动薄膜晶体管TS和TD可以包含多晶硅层或者非晶硅层。与包含多晶硅层的薄膜晶体管TS和TD相比，当薄膜晶体管TS和TD包括非晶硅层时，制造薄膜晶体管TS和TD的过程比较简单。
图3是现有技术中具有非晶硅层的有源矩阵有机电致发光显示器件的平面图。如图3所示，有源矩阵有机电致发光显示器件包括，例如，起到底部发射型作用的反向交错型薄膜晶体管。
栅线36与数据线49和电源线62交叉，其中数据线49盒电源线62以一定距离互相间隔开。像素区域由栅线36与数据线49和电源线62的交叉区域限定。开关薄膜晶体管(TFT)TS形成在邻近于栅线36和数据线49的交叉区域的位置上。驱动薄膜晶体管TD形成在电源线62附近且在像素区域内。驱动薄膜晶体管TD的尺寸比开关薄膜晶体管TS的尺寸大，因此，驱动薄膜晶体管TD占据了像素区域中较大的面积。
开关薄膜晶体管TS包括从栅线36伸出的开关栅极32、从数据线49伸出的开关源极48、与开关源极48有一定间隔的开关漏极50、以及在开关栅极32上面的开关有源层56a。开关有源层56a由非晶硅形成并且具有岛状形状。
驱动薄膜晶体管TD连接到开关薄膜晶体管TS和电源线62上。驱动薄膜晶体管TD包括驱动栅极34、驱动源极52、驱动漏极和驱动有源层58a。驱动栅极34与开关漏极50相连并且沿着电源线62的一边延长。驱动有源层58a由非晶硅形成并且具有长岛状形状。此外，驱动有源层58a也沿着电源线62的一边延长并且同样也与驱动栅极34对应和重叠。驱动源极52和驱动漏极54与驱动栅极34的侧面部分重叠。具有岛状形状的驱动有源层58a形成在驱动源极52和驱动漏极54间的驱动栅极34的上面。
还是如图3所示，电源线62具有延伸到驱动源极50的突起并且通过突起与驱动源极50互相电连接。有机电致发光二极管的第一电极66形成在像素区域内并与驱动漏极54连接。
驱动薄膜晶体管TD需要具有操作和驱动有机电致发光二极管的能力。因而，驱动薄膜晶体管TD的沟道应该具有较宽的沟道宽度W以及较短的沟道长度L以使宽度W和长度L的比值足够大。因而，驱动薄膜晶体管TD能为有机电致发光二极管提供足够的电流以操作和驱动有机电致发光二极管。
图4A和图4B是分别沿着图3中的线IVa-IVa和IVb-IVb提取的，并分别说明开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的截面图。
在图4A和图4B中，开关栅极32和驱动栅极34形成在基板30上。虽然图4A和图4B中没有示出，但在图3中示出了，栅线36也形成在基板30上。如前面所述，驱动栅极34比开关栅极32大并且占据了像素区域中的大部分区域。栅绝缘层38形成在基板上以覆盖驱动和开关栅极32和34以及栅线36。栅绝缘层38具有暴露驱动栅极34的一个末端的接触孔。在开关栅极32的上方和驱动栅极34的上方，分别在栅绝缘层38上形成开关半导体层56和驱动半导体层58。开关半导体层56包括未掺杂非晶硅的开关有源层56a和掺杂非晶硅的开关欧姆接触层56b。驱动半导体层58也包括未掺杂的非晶硅驱动有源层58a和掺杂非晶硅的驱动欧姆接触层58b。如图3所示，驱动半导体层58应比开关半导体层56足够大以使其与驱动栅极34重叠。开关源极和漏极48和50以一定间隔形成并与开关欧姆接触层56b接触，且驱动源极和漏极52和54也以一定间隔形成并与驱动欧姆接触层58b接触。开关漏极50也在通过栅绝缘层38限定的接触孔内与驱动栅极34电接触。数据线49与开关源极48也一体形成于栅绝缘层38上且与栅线36垂直相交设置，如图3和图4A所示。从而，形成了开关薄膜晶体管TS和驱动薄膜晶体管TD。
将第一钝化层60形成在基板30的整个表面上以覆盖开关薄膜晶体管TS和驱动薄膜晶体管TD。第一钝化层60包括暴露驱动源极52的一部分的接触孔。然后，将电源线62形成在第一钝化层60上并且在通过第一钝化层60限定的接触孔内与驱动源极52接触，如图4B所示。电源线62与数据线49以一定间隔隔开并且垂直相交于栅线36，如图3所示，从而利用栅线和数据线36和49就限定了像素区域。将第二钝化层64形成在第一钝化层60的整个表面上以覆盖电源线62。第一和第二钝化层60和64具有暴露驱动漏极54的一部分的接触孔。将有机电致发光二极管的第一电极形成在第二钝化层64上并且在通过第一和第二钝化层60和64限定的接触孔内与驱动漏极54电接触。如图3所示，该第一电极66形成于像素区域内。
在如图3、4A和4B所示的现有技术中，驱动有源层58a具有宽沟道宽度以及短沟道长度，因此驱动薄膜晶体管TD占据了像素区域中的大部分面积。因而，底部发射型有机电致发光显示器件的孔径比降低了。更进一步，因为有大量电流流过驱动薄膜晶体管TD，所以在驱动薄膜晶体管TD内就会产生较大的电流压力，这样就会破坏驱动薄膜晶体管TD。特别的是，当将DC偏压连续地施加到驱动薄膜晶体管TD时，驱动薄膜晶体管TD的电特性遭到破坏并且最终损坏。更进一步，因为在一个像素中只有一个驱动薄膜晶体管TD用于驱动有机电致发光二极管，所以对驱动薄膜晶体管TD的破坏可能会加剧。因此，具有上述结构的驱动薄膜晶体管的有源矩阵有机电致发光显示器件可能会出现图像残留现象，导致出现较差的显示质量。更进一步，当驱动薄膜晶体管由于电压力而遭到破坏并最终损坏时，在像素中就会出现点缺陷(point defect)。
如上所述，根据用于显示图像的光发射方向，图1-3以及4A-4B中的有机电致发光显示器件是底部发射型。底部发射型有机电致发光显示器件具有高密封稳定性的优点。然而，底部发射型有机电致发光显示器件由于将薄膜晶体管和存储电容形成在基板上的结构产生的低孔径比而不适合用于高分辨率器件。与底部发射型相反的是，顶部发射型有机电致发光显示器件由于其结构简单所以有较高的孔径比从而使光能够直接发射到没有薄膜晶体管和存储电容的基板上。
在现有技术中的顶部发射型有机电致发光显示器件中，薄膜晶体管和有机电致发光二极管形成于第一基板上，且附加的第二基板粘接到第一基板上以封装有机电致发光器件。然而，当按这种方式将薄膜晶体管和有机电致发光二极管形成在同一个基板上时，有机电致发光显示器件的产量会同时受到薄膜晶体管的产量以及有机电致发光二极管的产量的双重限制。因为有机电致发光二极管的产量相对较低，所以整个有机电致发光显示器件的产量也受到了限制。例如，即使当薄膜晶体管制造的很好时，由于有机电致发光层具有大约为1000埃
Figure A20041010277300111
厚度的缺陷，该有机电致发光显示器件也有可能是一个劣质产品。这将导致材料的浪费及生产成本的提高。
发明内容
因此，本发明提出一种有源矩阵电致发光显示(OELD)器件和制造该OELD器件的方法，其基本上克服了由于现有技术的限制和不足而产生的上述一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种在像素中排列有驱动薄膜晶体管并降低了电流压力提高了沟道宽度的有源矩阵OELD器件。
本发明的另一个目的是提供一种具有改进了的图像分辨率和高孔径比的双面板型OELD器件。
在下面的说明书中将对本发明的其他特点和优点进行说明，还有一部分特征和优点在说明书中显而易见的，或者可以根据本发明实践得到。本发明的目的和其他优点可以从说明书中描述的特定结构以及权利要求和附图中实现和得到。
为了实现这些和其他优点，根据本发明的目的，在具体和广义描述中，一种有机电致发光显示器件包括：在第一基板上的栅线；在第一基板上相交于栅线的数据线；在栅线和数据线的交叉区域的开关薄膜晶体管；具有第一驱动双栅极、驱动有源层、驱动源极、驱动漏极和第二驱动双栅极的驱动薄膜晶体管，并且驱动薄膜晶体管连接到开关薄膜晶体管上；在第二基板上的有机电致发光二极管；和连接第一和第二基板之间的驱动漏极和有机电致发光二极管的连接图案。
另一方面，一种有机电致发光显示器件的制造方法，其中该有机电致发光显示器件包括具有像素区域、开关区域和驱动区域的像素，该方法包括如下步骤：在第一基板上形成第一金属层；对第一金属层构图以形成栅线、开关区域内的开关栅极和像素区域内的第一驱动双栅极；在第一基板上形成第一绝缘层以覆盖栅线、开关栅极和第一驱动双栅极；在开关栅极上面的第一绝缘层上形成开关有源层并且在第一驱动双栅极上面的第一绝缘层上形成驱动有源层；对第一绝缘层构图以限定暴露出第一驱动双栅极的一部分的第一接触孔；在开关和驱动有源层上形成第二金属层；对第二金属层构图以形成开关源极、开关漏极、数据线、驱动源极和驱动漏极，这样就形成了开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管，其中驱动薄膜晶体管包括多个子薄膜晶体管；在开关源极和开关漏极以及驱动源极和驱动漏极上形成第二绝缘层，其中第二绝缘层包括暴露出开关漏极的一部分的第二接触孔和暴露出驱动漏极的一部分的第三接触孔；在第二绝缘层上形成第三金属层；对第三金属层构图以在第二绝缘层上形成第二驱动双栅极和电源线，使电源线与栅线和数据线的交叉区域限定为像素区域且使其通过第三接触孔与驱动源极电连接，使第二驱动双栅极具有与第一驱动双栅极相同的平面形状并且使其通过第二接触孔与开关漏极接触；在第二绝缘层上形成第三绝缘层以覆盖第二驱动双栅极和电源线，其中第二和第三绝缘层包括暴露出驱动漏极的一部分的第四接触孔；在第三绝缘层上形成连接图案以使其通过第四接触孔与驱动漏极互相电连接；在第二基板上形成第一电极；在第一电极上形成有机电致发光层；在像素区域内的有机电致发光层上形成第二电极；将具有第二电极的第二基板和具有连接图案的第一基板粘接起来从而使驱动漏极和第二电极电连接。
可以理解，上述概括的介绍以及下面详细的描述都仅是示例性和说明性的，它们仅是对权利要求所限定的本发明的进一步说明。
附图说明
附图用于对本发明提供进一步的说明，它构成说明书的一部分并示出本发明的实施例，它与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是根据现有技术中的有源矩阵型有机电致发光显示器件的横截面图；
图2是根据现有技术中的有机电致发光显示器件的像素的等效电路图；
图3是根据现有技术中底部发射型有源矩阵有机电致发光显示器件的平面图；
图4A和图4B是分别沿着图3中的线IVa-IVa和IVb-IVb截开，并分别用于说明开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的横截面图；
图5是根据本发明一优选实施例的双面板型有机电致发光显示(OELD)器件的截面图；
图6是根据本发明一优选的阵列基板的像素的平面图；
图7A和7B是分别沿着图6中的线VIIa-VIIa及VIIb-VIIb提取的，并表示开关和驱动薄膜晶体管的截面图；
图8-12是根据本发明的驱动源极和驱动漏极的优选形状的平面图；
图13A-13F是沿着图6中的线VIIa-VIIa提取，并根据本发明一优选实施例说明开关薄膜晶体管的一优选制造工艺的截面图；及
图14A-14F是沿着图6中的线VIIb-VIIb提取，并根据本发明的一优选实施例说明驱动薄膜晶体管的一优选制造工艺的截面图。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述，附图中已示出了它们的例子。
图5是根据本发明优选实施例的双面板型有机电致发光显示(OELD)器件的截面图。其中，有机电致发光显示器件99具有两个基板AS和ES，并将薄膜晶体管和有机电致发光(EL)二极管分别形成在两个基板上。
在图5中，具有多个像素区域P的第一和第二基板AS和ES以一定距离互相分隔开。在通常称之为阵列基板的第一基板AS上，将阵列层AL形成在第一透明基板100的内表面。阵列层AL包括在每个像素区域P中的开关和驱动薄膜晶体管(TFT)TS和TD。将连接于薄膜晶体管T的连接图案400形成在每个像素区域P中的阵列层AL上。连接图案400可以由导电材料或多层结构形成，该多层结构包括含有一层或多层导电材料的绝缘材料，并且为了连接具有足够高的高度。可以用一个附加的连接电极连接该连接图案400和薄膜晶体管T。薄膜晶体管T包括将在下文中参照图6-14描述的有创造性的驱动薄膜晶体管TD。连接图案400连接到驱动薄膜晶体管TD的驱动漏极上。
在第二基板ES(也就是发光板)中，将第一电极202形成在第二透明基板200的内表面上。有机电致发光(EL)层208，包括有交替形成在每个像素区域P中的红(R)、绿(G)和蓝(B)有机发光层208a，形成于第一电极202上。第二电极210形成于各像素区域P内的该有机EL层208上。有机EL层208可以是单层也可以是多层。在多层的情况下，有机EL层208可以包括在第一电极202上面的第一载流子传输层208b、在第一载流子传输层208b上面的红(R)、绿(G)和蓝(B)发光层208a以及在各发光层208a上面的第二载流子传输层208c。例如，当第一和第二电极202和210分别为阳极和阴极时，第一载流子传输层208b对应于空穴注入层和空穴传输层，并且第二载流子传输层208c对应于电子传输层和电子注入层。第一和第二电极202和210以及它们之间的有机EL层208形成了有机EL二极管。
利用密封剂300在其外围区域将第一和第二基板100和200粘接起来。连接图案400的顶部表面连接第二电极210的底部表面，从而使驱动薄膜晶体管TD内的电流通过连接图案400流入到第二电极210。
如图8所示，有机电致发光显示(OELD)器件是一种将阵列层AL和有机EL二极管形成在不同基板上并且通过连接图案400将阵列层AL和有机EL二极管电连接起来的双面板型。图8中的薄膜晶体管T可以通过图13A-13F以及图14A-14F中的工艺制造，并且可以是如图8-12所示的驱动TFT TD的各种修改和变化。更进一步，因为图8中的OELD器件是顶部发射型，所以薄膜晶体管T可以通过简单的设计就能得到高分辨率和高孔径比。
图6是根据本发明一较佳的阵列基板的像素的平面图。图7A和7B是分别沿着图6中的线VIIa-VIIa及VIIb-VIIb截开，并表示开关和驱动薄膜晶体管的横截面图。图6及图7A-7B中的阵列基板采用图5中所示的顶部发射型有源矩阵OELD器件。
在图6、图7A-7B中，栅线104与具有一定间隔的数据线DL和电源线132垂直交叉排列。将栅线104和数据线DL以及电源线132的交叉区域限定为像素区域P。开关薄膜晶体管(TFT)TS形成在邻近于栅线104和数据线DL交叉处的部分像素区域P。驱动薄膜晶体管(TFT)TD形成在电源线132附近的像素区域P内。本器件中的驱动薄膜晶体管TD是包括多个平行连接的子薄膜晶体管的晶体管系统。同样，图6中的驱动薄膜晶体管TD具有其中两个栅极与另两个栅极重叠的四栅极系统。
在图6和图7A中，开关薄膜晶体管TS包括从栅线104伸出的开关栅极102、从数据线DL伸出的开关源极120a、与开关源极120a有一定间隔的开关漏极120b、和在开关栅极102上面的开关有源层110。开关有源层110由非晶硅形成并且是岛状形状。将第一绝缘层108插入到开关栅极102和开关有源层110之间。将开关欧姆接触层112形成在开关有源层110上，并且将开关源极和漏极120a和120b形成为与欧姆接触层112接触。第一绝缘层108具有暴露第一驱动双栅极106的一个末端部分的第一接触孔，从而使开关漏极120b在通过第一绝缘层108限定的第一接触孔内与驱动双栅极106接触。第二绝缘层124与开关薄膜晶体管TS重叠，并且具有暴露开关漏极120b的一个末端部分的第二接触孔。可以使在第二绝缘层124内限定的第二接触孔与第一接触孔的位置相对应。将驱动薄膜晶体管TD的第二驱动双栅极130形成在第二绝缘层124上并且使其在通过第二绝缘层124限定的第二接触孔内与开关漏极120b接触。开关漏极120b与第一和第二驱动双栅极106和130连接。第三绝缘层134形成在第二绝缘层124上并且覆盖第二驱动双栅极130。
在图6和7B中，驱动薄膜晶体管TD具有第一驱动双栅极106、驱动有源层114、驱动欧姆接触层116、驱动源极122a、驱动漏极122b、以及第二驱动双栅极130。第一驱动双栅极106形成在基板100上，并且具有包括第一臂106a和第二臂106b的基本上呈“Y”形状的图案。第一驱动双栅极106的第一和第二臂106a和106b沿着电源线132的一边延长。具有第一厚度d1的第一绝缘层108形成在基板100上并覆盖第一驱动双栅极106。如前面所描述的，第一驱动双栅极106在通过第一绝缘层108限定的第一接触孔内与开关漏极120b电连接。驱动有源层114形成在第一绝缘层108上并具有与第一驱动双栅极106重叠的岛状形状。驱动欧姆接触层116形成在驱动有源层114上。驱动有源层114由未掺杂非晶硅构成，而驱动欧姆接触层116由掺杂非晶硅构成。驱动漏极122b形成在第一驱动双栅极106上并且具有第一和第二部分。驱动漏极122b的第一部分设置在第一驱动双栅极106b的第一和第二臂106a和106b之间，并且与驱动欧姆接触层116接触。驱动漏极122b的第二部分从驱动漏极122b的第一部分伸出到像素区域P的残留部分上，这样就将连接图案400形成在了驱动漏极122b的第二部分上。此外，驱动漏极122b与第一和第二臂106a和106b的内部部分重叠。
如图6和图7B所示，驱动源极122a形成在第一绝缘层108上并与驱动欧姆接触层116的边沿部分重叠，并且具有基本上呈“U”状的图案。此外，驱动源极122a与驱动漏极122b有一定间隔，并且包围驱动漏极122b的第一部分，而且还与第一驱动双栅极106的第一和第二臂106a和106b的外部部分重叠。形成第二绝缘层124以覆盖驱动源极122a和驱动漏极122b，并且其具有暴露出驱动源极122a的一部分的第三接触孔。第二绝缘层124可以具有比第一绝缘层108的第一厚度d1厚的第二厚度d2。将电源线132形成在第二绝缘层124上并且在通过第二绝缘层124限定的第三接触孔内与驱动源极122a接触。电源线132与数据线DL有一定间隔，如图6所示，并且与栅线104垂直相交。第二驱动双栅极130也形成在第二绝缘层124上并与第一驱动双栅极106重叠。第二驱动双栅极130与第一驱动双栅极106具有相同的平面形状，从而使第二驱动双栅极130具有与第一驱动双栅极106的第一和第二臂106a和106b重叠的第三臂130a和第四臂130b。电源线132和第二驱动和双栅极130用相同的材料及相同的工艺形成。
如前面介绍的，第二驱动双栅极130在通过第二绝缘层124限定的第二接触孔内与开关漏极120b接触。第三绝缘层134形成在第二绝缘层124上并覆盖第二驱动双栅极130和电源线132。虽然图6和图7A-7B没有示出，第二和第三绝缘层124和134可以具有暴露出驱动漏极122b的一部分的第四接触孔从而将连接图案400连接到驱动漏极122b上。不像图3和图4A-4B的现有技术，驱动薄膜晶体管TD具有两个分别有两个臂的驱动双栅极106和130、U形的驱动源极122a、和具有第一和第二部分的驱动漏极122b，其中驱动漏极122b的第一部分形成于第一和第二驱动双栅极106和130的其中之一的两个臂106a(或130a)和106b(或130b)之间，并由U形驱动源极122a包围。
参照图6，驱动源极122a的左边和右边内部部分包括多个凹槽，沿着左边内部部分排列的凹槽的位置与沿着右边内部部分排列的凹槽的位置相互对应。此外，驱动漏极122b包括多个沿着由U形驱动源极122a包围的侧边部分排列的凹槽。由驱动源极122a和驱动漏极122b形成的多个凹槽互相对应设置并且平行连接而形成了多个子薄膜晶体管。更进一步，因为两个驱动双栅极106和130分别位于驱动有源层114的下面和上面，所以驱动薄膜晶体管TD包括多个平行连接的子薄膜晶体管。本发明的薄膜晶体管TD有多个平行连接的子TFT，该多个子薄膜晶体管通过沿着驱动源极122a和驱动漏极122b的侧边形成的凹槽、以及第一和第二驱动栅极106和130分段。
同时，驱动源极122a和漏极122b的锯齿状形状可以根据需要包括不同形状。下面将参照图8-12描述锯齿形状的各种变化。
图8-12是本发明优选驱动源极和驱动漏极的形状的平面图。在图8-12中，第一和第二驱动双栅极106和130用点线表示。
在图8中，驱动源极122a是U形的并且包围驱动漏极122b。驱动源极122a在左边和右边内部部分都具有凹槽，其中沿着左边内部部分排列凹槽的位置与沿着右边内部部分排列凹槽的位置对应。然而，和驱动源极122a不同，驱动漏极122b不具有这样的凹槽。
在图9中，驱动漏极122b在左边和右边内部部分具有凹槽，其中左边内部部分排列凹槽的位置与右边内部部分排列凹槽的位置对应。更进一步，驱动源极122a是包围122b的U形，然而，其不具任何凹槽。
在图10中，驱动源极122a和驱动漏极122b具有如图6中所述的相似的结构，但是第一和第二驱动双栅极106和130与前面描述的不同。如虚线所描述的，第一和第二臂106a和106b在M部分中连接，并且第三和第四臂130a和130b也在此处连接。因此，如果在M部分中存在驱动有源层114，则在第一和第二臂106a和106b互相连接以及第三和第四臂130a和130b互相连接的部分M上进一步形成有沟道CH。虽然子薄膜晶体管的数目没有变化，但沟道CH却变大了。
在图11中，驱动漏极122b在驱动双栅极106(或130)的臂106a(或130a)和106b(或130b)互相连接的M部分内具有一个第一突起F1。同样，驱动源极122a在与第一突起F1对应的位置上也有一个第二突起F2。因此，驱动薄膜晶体管TD可以具有更宽的沟道区域CH和更多的子薄膜晶体管。
在图12中，驱动源极122a和驱动漏极122b都具有与图10中相似的凹槽，但驱动源极122a和驱动漏极122b的每个凹槽的宽度比图10中的窄。因此，驱动源极122a和驱动漏极122b的每个突起G与图10中的相比具有相对较大的宽度W。结果，驱动源极122a和驱动漏极122b间的沟道CH就可能具有相对较宽的宽度W。
根据图8-12，当在横截面图中观察时，使驱动源极122a和驱动漏极122b形成于第一和第二双栅极106和130之间。此外，驱动有源层114形成于第一和第二驱动栅极106和130之间以在其上形成沟道CH。因此，更多的凹槽增加了子薄膜晶体管的数目。
图13A-13F是沿着图6中的线VIIa-VIIa提取，并根据本发明的一优选实施例的开关薄膜晶体管的较佳的制造工艺的截面图。图14A-14F是沿着图6中的线VIIb-VIIb提取，并根据本发明的一优选实施例的驱动薄膜晶体管的较佳的制造工艺的截面图。
在图13A和14A中，形成具有开关区域S、驱动区域D和像素区域P的基板100。其后，将第一金属层形成在基板100上。第一金属层可以由铝(Al)、钨(W)、铜(Cu)、钼(Mo)、钛(Ti)、钕化铝(AlNd)或其他合适的合金构成。然后对第一金属层构图以形成栅线(参照图6中的104)、开关栅极102、以及第一驱动双栅极106。将栅线沿第一方向形成，并且使开关栅极从栅线伸出并且将其形成在开关区域S中。将第一驱动双栅极106形成在驱动区域D中，并且使其包括在一个末端或两个末端连接的第一和第二臂106a和106b。可以将开关栅极102和第一驱动双栅极106在像素区域P中沿垂直于栅线的第二方向延长，如图6所示。
如图13B和14B所示，在对第一金属层构图后，在基板100的整个表面上形成第一绝缘层108，以覆盖栅线、开关栅极102和第一驱动双栅极106。第一绝缘层108可以由无机材料形成，如氮化硅(SiNX)和氧化硅(SiO2)，并且具有第一厚度d1。在形成了第一绝缘层108后，将未掺杂的非晶硅(a-Si:H)层和掺杂的非晶硅(n+a-Si:H)顺序形成在第一绝缘层108上，然后对其构图，这样就在第一绝缘层108上形成了开关有源层110和开关欧姆接触层112、驱动有源层114和驱动欧姆接触层116。当然，也可以使用其他合适的材料。然而，有源层通常是未掺杂的非晶硅，并且包括开关有源层110和驱动有源层114。欧姆接触层通常是掺杂的非晶硅并且包括开关欧姆接触层112和驱动欧姆接触层116。开关有源层和欧姆接触层110和112与开关栅极102对应，并且驱动有源层和欧姆接触层114和116分别与第一驱动双栅极106对应。确切的讲，驱动有源层和欧姆接触层114和116可以与第一驱动双栅极106的第一和第二臂106a和106b重叠。然后，对第一绝缘层108构图以限定暴露出第一驱动双栅极106的一个末端的第一接触孔118。
在图13C和图14C中，将第二金属层形成在第一绝缘层108的整个表面以覆盖有源层110和114以及欧姆接触层112和116，然后对其构图以形成开关和驱动源极120a和122a以及开关和驱动漏极120b和122b。此外，当形成开关和驱动源极120a和122a以及开关和驱动漏极120b和122b时，同时形成垂直相交于栅线的数据线(图6中的DL)。每个源极120a和122a都与相应的漏极120b和122b有一定间隔。将开关源极和漏极120a和120b形成为与欧姆接触层112接触，并且使开关漏极120b在第一接触孔118内与第一驱动双栅极130接触。也使驱动源极和漏极122a和122b形成为与驱动欧姆接触层116接触。
参照图6中提到的，驱动漏极122b具有形成在第一驱动双栅极106的第一和第二臂106a和106b之间的区域内的第一部分，以及从第一部分延伸到像素区域的其它部分的第二部分。驱动漏极122b的第一部分与第一驱动双栅极106的第一和第二臂106a和106b的内部部分重叠。更进一步，驱动源极122a是“U”形的并且包围驱动漏极122b的第一部分，如图6和8-12所示。此外，驱动源极和漏极122a和122b可以包括多个凹槽和突起，其中驱动源极122a的凹槽所在的位置可以与驱动漏极122b的凹槽所在的位置相对应，如图8-12所示。U形驱动源极122a与第一驱动双栅极106的第一和第二臂106a和106b的外部部分重叠。
在对第二金属层构图后，将暴露在开关源极和漏极120a和120b之间以及暴露在驱动源极和漏极122a和122b之间的开关和驱动欧姆接触层112和116部分去除以在下面的开关和驱动有源层110和114内形成沟道。这样，在开关和驱动区域S和D内就分别完成了开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管。同时，通过开关漏极120b和驱动栅极106将开关薄膜晶体管连接到驱动薄膜晶体管上。更进一步，由于在驱动源极和漏极、第一驱动双栅极106内形成有多个凹槽和突起，所以驱动薄膜晶体管可以具有多个彼此平行连接的子薄膜晶体管。
在图13D和图14D中，将第二绝缘层124形成在基板100的整个表面以覆盖开关源极和漏极120a和120b以及驱动源极和漏极122a和122b。然后，对第二绝缘层124构图以限定第二和第三接触孔126和128。第二接触孔126可以暴露出开关漏极120b的一部分，并且可以与通过第一绝缘层108限定的第一接触孔118对应。第三接触孔128暴露出驱动源极122a的一部分。如图6所示，在第二绝缘层124上可以有多于一个的第三接触孔128从而将电源线132连接到驱动源极122a上。第二绝缘层124可以具有比第一绝缘层108的厚度d1厚的厚度d2。
其后，将第三金属层形成在第二绝缘层124的整个表面并且然后对其构图以形成第二驱动双栅极130和电源线132，如图13E和14E所示。将电源线132以垂直于栅线(参照图6中的104)的第二方向形成并且与数据线(参照图6中的DL)有一定间隔。第二驱动双栅极130包括第三和第四臂130a和130b并且与第一驱动双栅极106具有相同的平面形状，这样第三和第四臂130a和130b与第一驱动双栅极106的第一和第二臂106a和106b重叠。第二驱动双栅极130的一个末端在第二接触孔126内与开关漏极120b接触，并且电源线132在第三接触孔128内与驱动源极122a接触。因此，将开关薄膜晶体管的开关漏极112b连接到驱动薄膜晶体管的第一和第二双栅极106和130上。同时，图14E中的驱动薄膜晶体管还附加地包括多个子薄膜晶体管，该子薄膜晶体管也平行连接并且包括第二驱动双栅极130、驱动有源层114、驱动欧姆接触层116、驱动源极122a和驱动漏极122b。
此外，将第二绝缘层124形成为具有比第一绝缘层108的厚度d1厚的第二厚度d2。因此，具有第二厚度d2的第二绝缘层124可以防止第一和第二双栅极106和130之间的信号干扰。更进一步，因为其有两个驱动双栅极106和130，所以驱动薄膜晶体管可以具有比沟道长度的尺寸更大的沟道宽度。
在图13F和图14F中，将第三绝缘层134形成在第二绝缘层124上以覆盖第二驱动双栅极130和电源线132。第三绝缘层134可以由无机材料，如氮化硅(SiNX)和氧化硅(SiO2)，或者有机材料，如BCB(苯并环丁烯)和丙烯酸树脂构成。虽然在图13F和图14F中没有示出，但在图6中示出了，可以对第二和第三绝缘层124和134同时构图以限定暴露出驱动漏极122b的第二部分的一部分的第四接触孔，这样就可以将连接图案400形成在第三绝缘层134上以与驱动漏极122b接触。
如图13A-13F及图14A-14F所示，形成了具有阵列层的阵列基板。然后，通过密封剂将包含有机电致发光二极管的发光基板与阵列基板粘接，这样就形成了本发明的双面板型有机电致发光显示(OELD)器件。
因此，本发明具有很多优点。例如，驱动薄膜晶体管具有较宽的沟道宽度和较短的沟道长度，并且驱动薄膜晶体管可以有效地操作和驱动有机电致发光二极管。更进一步，虽然有大量电流流过驱动薄膜晶体管，但因为驱动薄膜晶体管有多个平行连接的子薄膜晶体管，所以减少了驱动薄膜晶体管内的电流压力。因而，驱动薄膜晶体管没有遭到破坏并且可以长时间运行。此外，因为有机电致发光显示器件是顶部发光型的，所以能提高孔径比并提高分辨率从而得到较好的显示质量。
对于本领域的普通技术人员来说没有脱离本发明的精神和范围的任何修改和变换仍然包含在本发明的双面板型有机电致发光器件及其制造方法内。因而，可以理解，本发明覆盖了包含在附加权利要求及其等同物的范围内的各种修改和变化。

Claims (30)

1、一种有机电致发光显示器件，包括
在第一基板上的栅线；
在第一基板上与栅线交叉的数据线；
在栅线和数据线交叉区域的开关薄膜晶体管；
具有第一驱动双栅极、驱动有源层、驱动源极、驱动漏极和第二驱动双栅极的驱动薄膜晶体管，并且该驱动薄膜晶体管连接到该开关薄膜晶体管上；
在第二基板上的有机电致发光二极管；和
连接第一和第二基板之间的驱动漏极和有机电致发光二极管的连接图案。
2、根据权利要求1所述的器件，其中开关薄膜晶体管包括非晶硅有源层、从栅线伸出的开关栅极、从数据线伸出的开关源极和与开关源极有一定间隔的开关漏极。
3、根据权利要求1所述的器件，其中驱动有源层由非晶硅形成。
4、根据权利要求1所述的器件，其中第一驱动双栅极包括在第一基板上的第一和第二臂，并且第二驱动双栅极包括分别与第一和第二臂重叠的第三和第四臂。
5、根据权利要求1所述的器件，进一步包括在第一基板上的第一绝缘层，其中第一绝缘层覆盖第一双栅极并且具有第一厚度。
6、根据权利要求5所述的器件，进一步包括覆盖开关薄膜晶体管、驱动源极和驱动漏极的第二绝缘层，其中第二绝缘层具有比第一厚度厚的第二厚度。
7、根据权利要求6所述的器件，其中将第一和第二驱动双栅极分别通过第一绝缘层限定的第一接触孔和第二绝缘层限定的第二接触孔连接到开关薄膜晶体管上。
8、根据权利要求6所述的器件，其中将第二驱动双栅极形成在第二绝缘层上并且与第一驱动双栅极具有相同的平面形状。
9、根据权利要求1所述的器件，进一步包括覆盖开关和驱动薄膜晶体管的第三绝缘层。
10、根据权利要求1所述的器件，进一步包括与栅线垂直的电源线，其中电源线与驱动源极接触。
11、根据权利要求1所述的器件，其中有机电致发光二极管包括在第二基板上的第一电极、在第一电极上的有机电致发光层和在有机电致发光层上的第二电极，其中有机电致发光层包括红、绿和蓝有机发光层。
12、根据权利要求1所述的器件，其中驱动漏极包括在驱动有源层上的第一部分和从薄膜晶体管区域延伸出的第二部分。
13、根据权利要求12所述的器件，其中驱动源极包括一包围驱动漏极的第一部分的基本上呈“U”形的开口。
14、根据权利要求1所述的器件，其中驱动源极和驱动漏极都包括多个凹槽和突起从而形成多个平行连接的子薄膜晶体管。
15、根据权利要求14所述的器件，其中驱动源极的凹槽与驱动漏极的各凹槽相对应，并且其中驱动源极的突起与驱动漏极的各突起相对应。
16、根据权利要求1所述的器件，其中驱动源极包括多个凹槽和突起从而形成多个平行连接的子薄膜晶体管，并且其中凹槽和突起分别与对应的凹槽和突起面对。
17、一种制造有机电致发光显示器件的方法，其中该有机电致发光显示器件包括具有像素区域、开关区域和驱动区域的像素，该方法包括如下步骤：
在第一基板上形成第一金属层；
对第一金属层构图以形成栅线、开关区域内的开关栅极和像素区域内的第一驱动双栅极；
在第一基板上形成第一绝缘层以覆盖栅线、开关栅极和第一驱动双栅极；
在开关栅极上面的第一绝缘层上形成开关有源层并且在第一驱动双栅极上面的第一绝缘层上形成驱动有源层；
对第一绝缘层构图以限定暴露出第一驱动双栅极的一部分的第一接触孔；
在开关和驱动有源层上形成第二金属层；
对第二金属层构图以形成开关源极、开关漏极、数据线、驱动源极和驱动漏极，这样就形成了开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管，其中驱动薄膜晶体管包括多个子薄膜晶体管；
在开关源极和开关漏极以及驱动源极和驱动漏极上形成第二绝缘层，其中第二绝缘层包括暴露出开关漏极的一部分的第二接触孔和暴露出驱动漏极的一部分的第三接触孔；
在第二绝缘层上形成第三金属层；
对第三金属层构图以在第二绝缘层上形成第二驱动双栅极和电源线，使电源线与栅线和数据线的交叉区域一起限定该像素区域并且使其通过第三接触孔与驱动源极电连接，使第二驱动双栅极具有与第一驱动双栅极相同的平面形状并且使其通过第二接触孔与开关漏极接触；
在第二绝缘层上形成第三绝缘层以覆盖第二驱动双栅极和电源线，其中第二和第三绝缘层包括暴露出驱动漏极的一部分的第四接触孔；
在第三绝缘层上形成连接图案以使其通过第四接触孔与驱动漏极互相电连接；
在第二基板上形成第一电极；
在第一电极上形成有机电致发光层；
在像素区域内的有机电致发光层上形成第二电极；及
将具有第二电极的第二基板和具有连接图案的第一基板粘接起来从而使驱动漏极和第二电极电连接。
18、根据权利要求17所述的方法，其中将栅线沿第一方向形成，使开关栅极沿垂直于栅线的第二方向从栅线延伸出，并且将第一驱动双栅极沿第二方向形成。
19、根据权利要求17所述的方法，其中开关漏极通过第一接触孔与第一驱动双栅极接触。
20、根据权利要求17所述的方法，其中形成开关有源层的步骤包括在开关有源层上形成开关欧姆接触层的步骤，其中开关源极和漏极以一定距离分隔开并且与欧姆接触层接触。
21、根据权利要求17所述的方法，其中形成驱动有源层的步骤包括在驱动有源层上形成驱动欧姆接触层的步骤，其中驱动源极和漏极以一定距离分隔开并且与欧姆接触层接触。
22、根据权利要求17所述的方法，其中开关和驱动有源层包括非晶硅。
23、根据权利要求17所述的方法，其中第一驱动双栅极包括第一和第二臂，并且第二驱动双栅极包括分别与第一和第二臂重叠的第三和第四臂。
24、根据权利要求17所述的方法，其中第一绝缘层具有第一厚度，并且第二绝缘层具有比第一厚度厚的第二厚度。
25、根据权利要求17所述的方法，其中有机电致发光层包括红、绿和蓝有机发光层。
26、根据权利要求17所述的方法，其中驱动漏极在驱动有源层上具有第一部分和在除了开关和驱动区域之外的像素区域内的第二部分。
27、根据权利要求26所述的方法，其中驱动源极包括包围驱动漏极的第一部分的基本上呈“U”形的开口。
28、根据权利要求17所述的方法，其中驱动源极和驱动漏极都包括多个凹槽和突起从而形成多个平行连接的子薄膜晶体管。
29、根据权利要求28所述的方法，其中驱动源极的凹槽与驱动漏极的各凹槽相对应，并且驱动源极的突起与驱动漏极的各突起相对应。
30、根据权利要求17所述的方法，其中驱动源极包括多个凹槽和突起从而形成平行连接的多个子薄膜晶体管，并且凹槽和突起分别与相应的凹槽和突起相面对。
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