FR2864703A1 - Dispositif a diode photoemettrice organique, transistor a film mince pour celui-ci et leurs procedes de fabrication - Google Patents
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Abstract
Le transistor de commande à film mince d'un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED), comprend des première et deuxième électrodes espacées l'une de l'autre et une couche photoémettrice organique disposée entre ces électrodes.Une zone ou aire de chevauchement (a) entre une électrode de grille (112) et une électrode de source (116) est plus grande qu'une zone ou aire de chevauchement (b) entre l'électrode de grille (112) et une électrode de drain (118).Application aux dispositifs d'affichage à diode photoémettrice organique et aux transistors pour de tels dispositifs.
Description
DISPOSITIF A DIODE PHOTOEMETTRICE ORGANIQUE, TRANSISTOR A FILM MINCE POUR
CELUI-CI ET LEURS PROCEDES DE FABRICATION
La présente invention concerne une diode photoémettrice organique (OLED) et, plus particulièrement, un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) et un transistor à film mince pour celui-ci, ainsi que leur procédés de fabrication.
Les dispositifs d'affichage à cristaux liquides (LCD) ont été utilisés le plus largement dans le domaine des dispositifs d'affichage à panneaux plats, du fait de leur faible poids et de leur basse consommation de puissance. Cependant, le dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) n'est pas un élément photo-émetteur mais un élément photo-récepteur, qui doit disposer d'une source lumineuse additionnelle pour pouvoir afficher des images. Ainsi, il existe des limites techniques à l'amélioration de la brillance, du taux de contraste, de l'angle d'observation et de l'agrandissement de la taille d'un panneau d'affichage à cristaux liquides. Pour ces raisons, de nombreuses recherches ont été faites dans le domaine pour développer un nouvel élément d'affichage à panneaux plats, permettant de surmonter les problèmes mentionnés ci-dessus. Le dispositif à diode photoémettrice organique (OLED) est l'un des nouveaux éléments d'affichage à panneaux plats. Du fait que le dispositif à diode photoémettrice organique (OLED) émet de la lumière sans demander de source de lumière additionnelle, l'angle d'observation et le taux de contraste sont supérieurs à ceux du dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD). En plus, du fait qu'il n'est pas nécessaire d'avoir un rétro-éclairage en tant que source de lumière, il présente des avantages, tels que le faible poids, la petite dimension et la faible consommation de puissance. De plus, le dispositif à diode photoémettrice organique (OLED) peut être commandé avec un courant continu CC faible et présente un temps de réponse rapide.
Étant donné que le dispositif à diode photoémettrice organique (OLED) utilise un matériau solide au lieu d'utiliser un matériau fluide, tel qu'un cristal liquide, il est plus stable sous l'effet d'un impact externe, et présente une plus grande plage de conditions de température dans lesquelles le dispositif à diode photoémettrice organique (OLED) peut être exploité, en comparaison du dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD). Spécifiquement, le dispositif à diode photoémettrice organique (OLED) est avantageux en ce que le coût de production est bas. Spécifiquement, du fait qu'un dispositif de dépôt et un dispositif d'encapsulation sont les seuls appareils nécessaires pour fabriquer le dispositif à diode photoémettrice organique (OLED), en opposition au dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\21900\21920.doc - 26 décembre 2003 - 1/16 ou aux panneaux d'affichage au plasma (PDP), demandant beaucoup d'autres appareils, le procédé de fabrication du dispositif à diode photoémettrice organique (OLED) devient très simple. Si le dispositif à diode photoémettrice organique (OLED) est un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) qui comporte un transistor à film mince comme élément de commutation pour chaque pixel, on peut obtenir une luminance souhaitée en appliquant un courant faible. De manière correspondante, le dispositif à diode photoémettrice organique (OLED) est avantageux en termes de faible consommation de puissance, de haute résolution et de grande taille. La structure de base et les caractéristiques de fonctionnement du dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) vont être décrites ci-après, en référence à la figure 1.
La figure 1 illustre une structure d'un pixel d'un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) selon l'art antérieur.
En se référant à la figure 1, une ligne de balayage 1 est formée dans la première direction, et des lignes de signalisation et d'alimentation de puissance 2 et 3 sont formées dans la deuxième direction, perpendiculairement à la première direction. La ligne de balayage 1 et les lignes de signalisation et d'alimentation de puissance 2 et 3 définissent une zone de pixel en se croisant les unes les autres. Un transistor à film mince de commutation 4, servant d'élément d'adressage, est formé en une partie adjacente à l'intersection de la ligne de balayage 1 et de la ligne de signalisation 2. Un condensateur de stockage 6 est relié électriquement au transistor à film mince de commutation 4 et à la ligne d'alimentation de puissance 3. Un transistor de commande à film mince, servant d'élément de source de courant 5, est relié électriquement au condensateur de stockage 6 et à la ligne d'alimentation de puissance 3. Une diode électroluminescente 7 est électriquement connectée au transistor de commande à film mince 5. Plus spécifiquement, le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) comporte le transistor à film mince de commutation 4 et le transistor de commande à film mince 5 dans un pixel. Le transistor à film mince de commutation 4 est prévu pour adresser une tension de pixel, qui est une tension de commande de grille, et le transistor de commande à film mince 5 est prévu pour contrôler un courant d'attaque ou d'excitation du dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED). En plus, le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) demande d'avoir le condensateur de stockage 6 pour conserver une tension de pixel qui soit stable.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\21900\21920.doc - 26 décembre 2003 - 2/16 La figure 2A illustre une vue en plan d'un transistor à film mince pour un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) typique, du type échelonné et inversé, selon l'art antérieur.
En se référant à la FIGURE 2A, une électrode de grille 12 est formée dans une direction, et une couche de semi-conducteur 14 selon un modèle d'île est formée pour couvrir l'électrode de grille 12. Des électrodes de source et de drain 16 et 18 sont formées sur la couche de semi-conducteur 14 pour respectivement chevaucher des portions de l'électrode de grille 12. L'électrode de source 16 s'étend depuis la ligne d'alimentation de puissance 20, qui est formée dans la même direction que l'électrode de grille 12. Bien que ceci ne soit pas représenté sur la figure 2A, l'électrode de drain 18 est reliée électriquement à une première électrode (non représentée) pour le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED), et l'électrode de grille 12 est reliée électriquement à une électrode de drain (non représentée) du transistor à film mince de commutation. Bien que ceci ne soit pas représenté sur la figure 2A, le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) comporte un condensateur de stockage (non représenté), relié électriquement à la ligne d'alimentation en puissance et servant à maintenir une tension de commande de pixel stable pendant une certaine période de temps.
Dans le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) selon l'art antérieur, l'électrode de grille 12 chevauche des portions des électrodes de source et de drain 16 et 18, en maintenant un espacement "dl" entre les électrodes de source et de drain 16 et 18. Une première partie de chevauchement "a" entre l'électrode de grille 12 et l'électrode de source 16 est symétrique d'une deuxième partie de chevauchement "b" entre l'électrode de grille 12 et l'électrode de drain 18 par rapport à l'axe central de l'électrode de grille 12.
La figure 2B illustre une vue en coupe suivant la ligne IIB-IIB de la figure 2A.
En se référant à la figure 2B, l'électrode de grille 12 est formée sur un substrat 10 et une couche isolante de grille 13 est formée sur la totalité du substrat 10, sur lequel l'électrode de grille 12 est déjà formée. La couche de semi- conducteur 14 est formée sur la couche isolante de grille 13 pour couvrir l'électrode de grille 12. Les électrodes de source et de drain 16 et 18 sont formées sur la couche de semi-conducteur 14 et sont espacées l'une de l'autre. Des capacités parasites Cgs et Co sont générées dans les première et deuxième portions en chevauchement "a" et "b", respectivement. Les capacités parasites Cgs et Cgd ont la même valeur de capacité électrique. Dans le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) selon l'art antérieur, les aires des première et deuxième parties en chevauchement "a" et "b" sont minimisées dans le but de réduire les capacités parasites Cgs et Cgd. D'autre part, étant donné qu'un transistor à film mince du \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\21900\21920doc - 26 décembre 2003 - 3/16 dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) de l'art antérieur ne sert que d'élément de commutation, et qu'une tension de données est contrôlée en fonction d'une tension commune, le transistor à film mince de commutation génère une capacité parasite, et la capacité parasite induit un phénomène de scintillation ou tremblement et un phénomène de couplage parasite, qui a comme effet de détériorer la qualité des images affichées.
Cependant, dans le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED), étant donné qu'une échelle de gris d'une image doit être affichée en contrôlant la quantité de courant passant dans le transistor de commande à film mince, il est très important de maintenir un courant constant pour obtenir une bonne qualité des images affichées. Plus spécifiquement, si la tension ne peut être maintenue à une valeur stable grâce au condensateur de stockage, le niveau de courant fluctue de façon importante, et ainsi on ne peut afficher des images ayant une bonne qualité d'image. De manière correspondante, le condensateur de stockage joue un rôle très important dans le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED). Le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) est un élément à modulation de courant, dans lequel les directions de source et de drain d'une tension de pixel sont déjà décidées, et une inversion de polarité, de positif à négatif, et vice-versa, ne se produit pas, à la différence d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD).
Malgré les différences décrites ci-dessus, que l'on trouve entre le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) et le dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD), une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de source est formée, de valeur identique à une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de drain dans le transistor de commande à film mince, tel que réalisé sous forme de transistor à film mince de commutation. Ainsi, la valeur de la tension de pixel dépend de la taille d'un condensateur de stockage additionnel. De manière correspondante, une déconnexion des modèles métalliques adjacents peut se produire dans une région de condensateur de stockage, ce qui donne ensuite un produit défectueux.
De manière correspondante, la présente invention concerne un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) qui élimine pratiquement un ou plusieurs des problèmes venant des limitations et des inconvénients de l'art antérieur.
Un autre but de la présente invention est de proposer un transistor de commande à film mince pour un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED), ayant une structure dans laquelle une aire de chevauchement entre une électrode de grille et une électrode de source est formée, \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\21900\2I920doc - 26 décembre 2003 - 4/16 pour être plus grande qu'une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de drain, de sorte que l'aire de chevauchement, entre l'électrode de grille et l'électrode de source, forme un condensateur de stockage afin de commander un pixel.
Des caractéristiques et des avantages additionnels de l'invention vont être indiqués dans la description qui suit, et vont être en partie évidents à la lecture de la description, ou peuvent être enseignés par la mise en pratique de l'invention. Les objectifs et d'autres avantages de l'invention vont être réalisés et atteints par la structure mise particulièrement en évidence dans la description écrite ainsi que sur les dessins annexés.
Pour atteindre ces avantages ainsi que d'autres, et selon le but de la présente invention, tel que mis en uvre et largement décrit, l'invention concerne un transistor de commande ou d'excitation à film mince pour un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) comprenant des première et deuxième électrodes espacées l'une de l'autre et une couche photoémettrice organique disposée entre les première et deuxième électrodes, et comprenant: une électrode de grille placée sur un substrat; une couche de semi-conducteur placée sur l'électrode de grille; et des électrodes de source et de drain placées sur la couche de semi-conducteur, et dans lequel transistor les électrodes de source et de drain sont espacées l'une de l'autre et chevauchent respectivement des parties de l'électrode de grille, et une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de source est plus grande qu'une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de drain.
Une couche isolante est disposée entre l'électrode de grille et la couche de semi-conducteur. L'air de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de source forme un condensateur de stockage pour commander un pixel. La couche de semi-conducteur présente une couche active et une couche de contact ohmique, la couche active est formée de silicium amorphe, et la couche de contact ohmique est formée de silicium amorphe dopé. Selon l'invention, la couche de contact ohmique présente une portion exposant une partie de la couche active.
Selon un autre aspect de la présente invention, un procédé de fabrication d'un transistor de commande à film mince pour un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) comprenant des première et deuxième électrodes espacées l'une de l'autre et une couche photoémettrice organique disposée entre les première et deuxième électrodes, procédé comprenant: la formation d'une électrode de grille sur un substrat; la formation d'une couche de semi-conducteur sur l'électrode de grille; et la formation d'électrodes de source et de drain sur la couche de semi-conducteur, dans lequel procédé les électrodes de source \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\21900\21920.doc - 26 décembre 2003 - 5/16 et de drain sont espacées l'une de l'autre et chevauchent respectivement des portions de l'électrode de grille, et une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de source est plus grande qu'une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de drain.
Comme indiqué précédemment pour le transistor de commande à film mince, selon d'autres modes de réalisation, le procédé de fabrication de ce transistor comprend en outre la formation d'une couche isolante entre l'électrode de grille (112) et la couche de semi-conducteur.
L'aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de source forme un condensateur de stockage pour commander un pixel. La couche de semi-conducteur présente une couche active et une couche de contact ohmique. La couche active est formée de silicium amorphe, et la couche de contact ohmique est formée de silicium amorphe dopé. La couche de contact ohmique peut présenter une portion exposant une partie de la couche active.
Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci concerne un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) comprenant: une électrode de grille sur un substrat; une couche isolante de grille sur le substrat incluant l'électrode de grille; une couche de semi-conducteur sur la couche isolante de grille; des électrodes de source et de drain sur la couche de semi-conducteur, les électrodes de source et de drain étant espacées l'une de l'autre et chevauchant respectivement des portions de l'électrode de grille; une couche de passivation sur le substrat afin de couvrir les électrodes de source et de drain, la couche de passivation ayant un trou de contact de drain pour exposer une portion de l'électrode de drain; une première électrode sur la couche de passivation, la première électrode étant reliée électriquement à l'électrode de drain par le trou de contact de drain; une couche photoémettrice organique placée sur la première électrode; et une deuxième électrode sur la couche photoémettrice organique, dans lequel dispositif une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de source est plus grande qu'une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de drain.
L'aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de source forme un condensateur de stockage pour la commande d'un pixel. Le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) comprend, en outre, un transistor de commutation à film mince, qui est connecté électriquement à l'électrode de grille. Le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) peut être soit un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) du type émettant vers le haut, soit un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) du type émettant vers le bas.
\1HIRSCH6\BREVETS\Brevets\21900\21920.doc - 26 décembre 2003 - 6/16 Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci concerne un procédé de fabrication d'un dispositif à diode photoémettrice organique à matrice active (AMOLED), comprenant: la formation d'une électrode de grille sur un substrat; la formation d'une couche isolante de grille sur le substrat incluant l'électrode de grille; la formation d'une couche de semiconducteur sur la couche isolante de grille; la formation d'électrodes de source et de drain sur la couche de semi-conducteur, les électrodes de source et de drain sont espacées l'une de l'autre et chevauchant respectivement des portions de l'électrode de grille; la formation d'une couche de passivation sur le substrat, pour couvrir les électrodes de source et de drain, la couche de passivation ayant un trou de contact de drain pour exposer une portion de l'électrode de drain; la formation d'une première électrode sur la couche de passivation, la première électrode étant connectée électriquement à l'électrode de drain par le trou de contact de drain; la formation d'une couche photoémettrice organique sur la première électrode; et la formation d'une deuxième électrode sur la couche photoémettrice organique, dans lequel procédé une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de source est plus grande qu'une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de drain.
L'aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de source forme un condensateur de stockage pour commander un pixel. Le procédé de fabrication d'un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) comprend, en outre, la formation d'un transistor de commutation à film mince, relié électriquement à l'électrode de grille. Le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) peut être soit un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) émettant vers le haut, soit un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) émettant vers le bas.
Il est évident que la description générale précédente et la description détaillée qui suit sont données à titre d'exemple explicatif et sont destinées à fournir une explication supplémentaire de l'invention, tel qu'indiqué ci-dessus.
Les dessins annexés, inclus pour permettre une meilleure compréhension de l'invention et incorporés dans et formant partie de la présente demande, servent à illustrer des modes de réalisation de l'invention et, conjointement avec la description, servent à expliciter le principe de l'invention.
Sur les dessins: La figure 1 illustre une structure d'un pixel d'un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) selon l'art antérieur; \1HIRSCH6\BREVETS\Brevets\ 21900\21920.doc - 26 décembre 2003 - 7/16 La figure 2A illustre une vue en plan d'un transistor à film mince pour un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED), échelonné, inversé, typique, selon l'art antérieur; La figure 2B illustre une vue en coupe suivant la ligne IIB-IIB de la figure 2A; La figure 3A illustre une vue en plan d'un transistor de commande à film mince pour un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED), échelonné, inversé, selon la présente invention; La figure 3B illustre une vue en coupe suivant la ligne IIIB-IIIB de la figure 3A, et La figure 4 illustre une vue en coupe d'un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) et d'un transistor de commande à film mince, selon la présente invention.
On va faire référence en détail aux modes de réalisation illustrés de la présente invention, dont des exemples sont illustrés sur les dessins annexés. Là où cela est possible, on va utiliser les mêmes numéros de référence sur tous les dessins pour désigner des parties identiques ou analogues.
La figure 3A illustre une vue en plan d'un transistor de commande à film mince pour un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED), échelonné, inversé, selon la présente invention. Par souci de simplicité, la figure 3A illustre uniquement une électrode de grille, une couche de semi-conducteur, une électrode de source et une électrode de drain.
En se référant à la figure 3A, une électrode de grille 112 est formée dans une direction, et une couche de semi-conducteur 114 selon un modèle d'île est formée sur l'électrode de grille 112 pour couvrir l'électrode de grille 112. Des électrodes de source et de drain 116 et 118 sont formées sur la couche de semi-conducteur 114 et espacées les unes des autres. Une ligne d'alimentation de puissance 120 est formée dans la même direction que l'électrode de grille 112. L'électrode de source 116 s'étend depuis la ligne d'alimentation de puissance 120. L'électrode de grille 112, la couche de semi-conducteur 114, l'électrode de source 116 et l'électrode de drain 118 forment un transistor de commande à film mince "T" pour un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED). Une couche isolante (non représentée sur la figure 3A) est disposée entre l'électrode de grille 112 et la couche de semi-conducteur 114, et l'électrode de grille 112 est reliée électriquement à une électrode de drain d'un transistor à film mince de commutation (non représenté). L'électrode de drain 118 pour le transistor de commande à film mince "T" est reliée électriquement à une première électrode du dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED). L'électrode de grille 112 et l'électrode de source 116 ont une première portion ou aire de \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\21900\21920.doc - 26 décembre 2003 - 8/16 chevauchement "a", tandis que l'électrode de grille 112 et l'électrode de drain 118 ont une deuxième portion en chevauchement "b". Une distance d'espacement "d2" entre l'électrode de source 116 et l'électrode de drain 118 correspond à la distance d'espacement "dl" qu'on a sur la figure 2A. Une zone de la première portion en chevauchement "a" est plus grande que celle de la deuxième portion en chevauchement "b". Dans la présente invention, la zone de la première portion en chevauchement "a" peut être plus grande que celle de la deuxième portion en chevauchement "b" par le fait de s'étendre sur la largeur de l'électrode de grille 112.
La figure 3B illustre une vue en coupe, suivant la ligne IIIB-IIIB de la figure 3A.
En se référant à la figure 3B, l'électrode de grille 112 est formée sur un substrat 110, et une couche isolante de grille 113 est formée sur la totalité du substrat 110, sur lequel l'électrode de grille 112 est déjà formée. La couche de semi-conducteur 114 est formée sur la couche d'électrode d'isolation de grille 113, correspondant à l'électrode de grille 112. Les électrodes de source et de drain 116 et 118 sont formées sur la couche de semi-conducteur 114 et sont espacées l'une de l'autre. La couche de semi-conducteur 114 a une couche active 114a, formée de silicium amorphe, et une couche de contact ohmique 114b, formée de silicium amorphe dopé. La couche de contact ohmique 114b expose une partie de la couche active 114a par l'enlèvement d'une partie entre les électrodes de source et de drain 116 et 118. La portion exposée de la couche active 114a, entre les électrodes de source et de drain 116 et 118, forme une zone de canal "ch". Tel que mentionné ci-dessus, la distance d'espacement "d2", entre les électrodes de source et de drain 116 et 118, correspond à la distance d'espacement "dl" qu'on a sur la figure 2A, et l'aire de la première portion en chevauchement "a" est supérieure à celle de la deuxième portion en chevauchement "b". Tel que représenté sur la figure 3B, une extrémité de l'électrode de grille 112 est étendue à l'électrode de source 116 pour former la première portion en chevauchement "a", plus grande que la deuxième portion en chevauchement "b". Dans la présente invention, une capacité parasite, générée entre l'électrode de grille 112 et l'électrode de source 116, est utilisée comme capacité de stockage "cst", par le fait de former la première portion en chevauchement "a" plus grande que la deuxième portion en chevauchement "b". D'autre part, une capacité parasite "Cgd", qui est générée entre l'électrode de grille 112 et l'électrode de drain 118, est minimisée comme dans le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) de l'art antérieur. De manière correspondante, si les première et deuxième portions en chevauchement "a" et "b" sont construites de façon asymétrique, l'aire occupée par le condensateur de stockage peut être réduite, ou bien un condensateur de stockage additionnel peut être omis. Ainsi, on peut \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\ 21900\21920.doc - 26 décembre 2003 - 9/16 augmenter le rapport d'ouverture. De plus, le risque de déconnexion des lignes métalliques dans une zone de condensateur de stockage peut être évité.
La figure 4 illustre une vue en coupe d'un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) et d'un transistor de commande à film mince selon la présente invention.
En se référant à la figure 4, une électrode de grille 212 est formée sur un substrat 210, et une couche isolante de grille 213 couvrant l'électrode de grille 212, est formée sur la totalité du substrat 210, sur lequel l'électrode de grille 212 est déjà formée. Une couche de semi- conducteur 214 est formée sur la couche isolante de grille 213 correspondant à l'électrode de grille 212. Les électrodes de source et de drain 216 et 218 sont formées sur la couche de semi-conducteur 214 et espacées l'une de l'autre. L'électrode de grille 212, la couche de semi- conducteur 214,l'électrode de source 216 et l'électrode de drain 218 forment un transistor de commande à film mince "T". Une première couche de passivation 222 est formée sur la totalité du substrat 210, sur lequel le transistor de commande à film mince "T" est déjà formé, et un trou de contact de drain 220, exposant une portion de l'électrode de drain 218, est formé à travers la première couche de passivation 222. Une première électrode 224 est formée sur la première couche de passivation 222 et est reliée électriquement à l'électrode de drain 218 par le trou de contact de drain 220. Une deuxième couche de passivation 228 est formée sur la totalité du substrat 210, sur lequel la première électrode 224 est déjà formée. Une partie ouverte 226, exposant une partie de la première électrode 224, est formée à travers la deuxième couche de passivation 228. Une couche photoémettrice organique 230 est formée sur la deuxième couche de passivation 228, et est connectée à la première électrode 224 par la partie ouverte 226 de la deuxième couche de passivation 228. Une deuxième électrode 232 est formée sur la couche photoémettrice organique 230. Les première et deuxième électrodes 224 et 232 et la couche photoémettrice organique 230 forment une diode photoémettrice organique (OLED). Dans la diode photoémettrice organique (OLED), la lumière émise depuis la couche photoémettrice organique 230 est transmise sélectivement par la première électrode 224 ou la deuxième électrode 232.
Dans la présente invention, la première électrode 224 est une électrode inférieure, et la deuxième électrode 232 est une électrode supérieure. La première électrode 224 est formée d'un matériau transparent, de manière que la lumière soit émise à travers la première électrode. Ainsi, le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) devient un dispositif à diode photoémettrice organique à matrice active (AMOLED) du type à émission vers le bas. D'autre part, la deuxième électrode 232 est formée d'un matériau transparent, de sorte que la lumière soit émise à travers la deuxième électrode 232. Ainsi, le \\HIRSCH6\13REVETS\Brevets121900\21920.doc - 26 décembre 2003 - 10/16 dispositif à diode photoémettrice organique à matrice active (AMOLED) devient un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) du type à émission vers le haut.
Tel que décrit ici, la première portion en chevauchement "a", entre l'électrode de grille 212 et l'électrode de source 216, est formée de façon plus large que la deuxième portion en chevauchement "b", entre l'électrode de grille 212 et l'électrode de drain 218. Parmi les capacités parasites qui sont formées entre l'électrode de grille 212 et l'électrode de source 216, et entre l'électrode de grille 212 et l'électrode de drain, la capacité parasite, qui est générée entre l'électrode de grille 212 et l'électrode de source 216, est utilisée comme capacité de stockage pour commander le pixel. Le nombre de transistors à film mince dans un pixel est de deux dans la présente invention, mais le nombre de transistors à film mince dans un pixel peut varier pour être, par exemple, de trois ou de plus de trois.
La présente invention présente les avantages suivants. La qualité des images affichées peut être améliorée en augmentant la capacité de stockage du pixel, et le rapport d'ouverture peut être augmenté en réduisant la taille d'un condensateur de stockage additionnel ou en omettant le condensateur de stockage additionnel. En plus, une déconnexion des lignes métalliques, tel qu'un court-circuit dans la région de condensateur de stockage, peut être minimisée.
Il est évident à l'homme de l'art que diverses modifications et variations peuvent être apportées au dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) et au transistor à film mince de celui-ci, selon la présente invention, sans quitter l'esprit ou la portée de l'invention. Ainsi, il est entendu que la présente demande couvre les modifications et les variations de la présente invention, aisément accessibles à l'homme de l'art.
\\1-1IRSCH6\BREVETS\Brevets\21900\21920.doc - 26 décembre 2003 - 11/16
Claims (22)
1. Transistor de commande ou d'excitation à film mince pour un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED), comprenant des première et deuxième électrodes espacées l'une de l'autre et une couche photoémettrice organique disposée entre les première et deuxième électrodes, et comportant: une électrode de grille (112) placée sur un substrat; une couche de semi-conducteur (114) placée sur l'électrode de grille (112); et des électrodes de source et de drain (116, 118) placées sur la couche de semi- conducteur (114), et dans lequel transistor les électrodes de source et de drain (116, 118) sont espacées l'une de l'autre et chevauchent respectivement des parties de l'électrode de grille (112), et une aire de chevauchement (a) entre l'électrode de grille (112) et l'électrode de source (116) est plus grande qu'une aire de chevauchement (b) entre l'électrode de grille (112) et l'électrode de drain.
2. Transistor de commande à film mince selon la revendication 1, comprenant en outre une couche isolante (113) entre l'électrode de grille (112) et la couche de semi-conducteur (114).
3. Transistor de commande à film mince selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'aire de chevauchement (a) entre l'électrode de grille (112) et l'électrode de source (116) forme un condensateur de stockage pour la commande d'un pixel.
4. Transistor de commande à film mince selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la couche de semi-conducteur (14) présente une couche active et une couche de contact de nature ohmique.
5. Transistor de commande à film mince selon la revendication 4, dans lequel la couche active est formée de silicium amorphe, et la couche de contact ohmique est formée de silicium amorphe dopé.
6. Transistor de commande à film mince selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la couche de contact ohmique présente une portion exposant une partie de la couche active.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\21900\21920.doc - 26 décembre 2003 - 12116
7. Procédé de fabrication d'un transistor de commande à film mince pour un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) comprenant des première et deuxième électrodes espacées l'une de l'autre et une couche photoémettrice organique disposée entre les première et deuxième électrodes, procédé comportant: la formation d'une électrode de grille sur un substrat; la formation d'une couche de semi- conducteur sur l'électrode de grille; et la formation d'électrodes de source et de drain sur la couche de semi-conducteur, dans lequel procédé les électrodes de source et de drain sont espacées l'une de l'autre et chevauchent respectivement des portions de l'électrode de grille, et une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de source est plus grande qu'une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de drain.
8. Procédé selon la revendication 7, comprenant en outre la formation d'une couche isolante entre l'électrode de grille et la couche de semiconducteur.
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel l'aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de source forme un 20 condensateur de stockage pour commander un pixel.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel la couche de semi-conducteur présente une couche active et une couche de contact ohmique.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la couche active est formée de silicium amorphe, et la couche de contact ohmique est formée de silicium amorphe dopé.
12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel la couche de contact ohmique présente une portion exposant une partie de la couche active.
13. Dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) comprenant: une électrode de grille (112) sur un substrat; une couche isolante (113) de grille sur le substrat incluant l'électrode de grille (112) ; une couche de semi-conducteur (114) sur la couche isolante (113) de grille; \\1iIRSCH6\BREVETS\Brevets\21900\21920 doc - 26 décembre 2003 - 13116 des électrodes de source et de drain (116, 118) sur la couche de semi- conducteur (114), les électrodes de source et de drain (116, 118) étant espacées l'une de l'autre et chevauchant respectivement des portions de l'électrode de grille (112) ; une couche de passivation sur le substrat afin de couvrir les électrodes de source et de drain (116, 118), la couche de passivation ayant un trou de contact de drain pour exposer une portion de l'électrode de drain; une première électrode sur la couche de passivation, la première électrode étant reliée électriquement à l'électrode de drain par le trou de contact de drain; une couche photoémettrice organique placée sur la première électrode; et une deuxième électrode sur la couche photoémettrice organique, dans lequel dispositif une aire de chevauchement (a) entre l'électrode de grille (112) et l'électrode de source (116) est plus grande qu'une aire de chevauchement (b) entre l'électrode de grille (112) et l'électrode de drain.
14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel l'aire de chevauchement (a) entre l'électrode de grille (112) et l'électrode de source (116) forme un condensateur de stockage pour la commande d'un pixel.
15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, comprenant en outre un 20 transistor de commutation à film mince connecté électriquement à l'électrode de grille (112).
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, dans lequel le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) est un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) émettant vers le haut.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, dans lequel le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) est un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) émettant vers le bas.
18. Procédé de fabrication d'un dispositif à diode photoémettrice organique à matrice active (AMOLED), comprenant: la formation d'une électrode de grille sur un substrat; la formation d'une couche isolante de grille sur le substrat incluant l'électrode de grille; la formation d'une couche de semi-conducteur sur la couche isolante de grille; \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\21900\21920.doc - 26 décembre 2003 - 14/16 la formation d'électrodes de source et de drain sur la couche de semiconducteur (14), les électrodes de source et de drain (16, 18) étant espacées l'une de l'autre et chevauchant respectivement des portions de l'électrode de grille; la formation d'une couche de passivation sur le substrat pour couvrir les électrodes de source et de drain, la couche de passivation ayant un trou de contact de drain pour exposer une portion de l'électrode de drain; la formation d'une première électrode sur la couche de passivation, la première électrode étant connectée électriquement à l'électrode de drain par le trou de contact de drain; la formation d'une couche photoémettrice organique sur la première électrode; et la formation d'une deuxième électrode sur la couche photoémettrice organique, dans lequel procédé une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de source est plus grande qu'une aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de drain.
19. Procédé selon la revendication 18, dans lequel l'aire de chevauchement entre l'électrode de grille et l'électrode de source forme un condensateur de stockage pour commander un pixel.
20. Procédé selon la revendication 18 ou 19, comprenant en outre la formation d'un transistor de commutation à film mince connecté électriquement à l'électrode de grille.
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 20, dans lequel le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) est un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) à émission vers le haut.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 20, dans lequel le dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) est un dispositif à diode photoémettrice organique du type à matrice active (AMOLED) à émission vers le bas.
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