JP4149986B2 - 平板表示素子 - Google Patents
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Description
本発明は平板表示素子に係り、さらに詳細には共通電源線（Ｖｄｄライン）が一定の屈曲を形成して共通電源線の配線幅を減らしてパネルの大きさを減らすことができる平板表示素子に関する。
図１Ａは、通常の有機電界発光素子の発光表示部及び非発光表示部を概略的に示す平面図であって、図１Ｂは図１ＡのＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図で従来の有機電界発光素子の共通電源線の積層構造を示す断面図である。
図１Ａを参照すれば、通常の有機電界発光素子は発光表示部１００と非発光表示部２００とを備えており、前記非発光表示部はパネルの外廓部に位置するようになる。パネル外廓部の非発光表示部には発光表示部に共通電圧を供給するための共通電源線５４が配線されている。
パネル外廓部の非発光表示部２００にある共通電源線５４は図１Ｂに示したように、基板１０上にバッファー層１５が形成されて、前記バッファー層１５上部に形成されているゲート絶縁膜３０、層間絶縁膜４０上部にソース／ドレイン電極と同一な物質で積層して形成される。
従来の場合には下部に共通電源線下部には電気的ショートを防止するためにゲートライン等のような信号線を形成しないようになって、これにより一定の配線抵抗を維持するためには共通電源線の幅が１．５ｍｍに広くなってパネルの大きさ自体が大きくなるようになるという問題点がある。
また、従来の有機電界発光素子はパネル外廓部の共通電源線の配線だけでなく発光表示部に配線されている共通電源線の配線の幅によってもパネル大きさが大きくなるようになる。
図２Ａは、図１Ａの有機電界発光素子の発光表示部の平面構造を示した平面図であって、図２Ｂは図２ＡのＩＩ−ＩＩ線に沿って断面構造を示した図面である。
図２Ｂを参照すれば、透明な絶縁基板１０上部に画素電極及び駆動薄膜トランジスタが形成される第Ａ領域と、共通電源線が配線されるＢ領域と、キャパシターが形成されるＣ領域と、が備わる。
前記絶縁基板１０上にはバッファー層１５が形成されて、バッファー層１５上部のＡ領域のうち薄膜トランジスタが形成される領域にはソース／ドレイン領域２１、２２が形成された半導体層２０、ゲート電極３１そしてコンタクトホール４１、４２を介してそれぞれソース／ドレイン領域２１、２２と連結されるソース／ドレイン電極５１、５２を備えた駆動薄膜トランジスタが形成されて、第Ｃ領域には第１電極３２及び第２電極５３で構成されるキャパシターが形成される。
そして、半導体層２０、ゲート電極３１及び第１電極３２そしてソース／ドレイン電極５１、５２及び第２電極５３間には絶縁膜、すなわち、ゲート絶縁膜３０、層間絶縁膜４０及び保護膜６０が形成される。
前記保護膜６０上には前記ソース／ドレイン電極５１、５２のうち一つ、例えば、ドレイン電極５２とビアホール６１を介して連結する画素電極７０がアノード電極として形成されて、前記画素電極７０を含んだ保護膜６０上には前記画素電極７０の一部分を露出させる開口部８１を備えた平坦化膜８０が形成される。
前記開口部８１には有機発光層９０が形成されて、その上にカソード電極９５が形成される。
図２Ａを参照すれば、前記有機電界発光素子は複数の信号線、すなわち、走査信号を印加するゲートライン３５とデータ信号を供給するデータライン５５とそしてすべての画素に同一な共通電圧Ｖｄｄを印加して駆動薄膜トランジスタを駆動するのに必要な基準電圧を付与する共通電源供給線（Ｖｄｄライン）５４とを備える。
前記信号線３５、５４、５５により限られた各画素領域ごとに画素がそれぞれ配列されるが、各画素は前記信号線に連結された複数の薄膜トランジスタと一つのキャパシターと有機電界発光素子とで構成される。
従来の有機電界発光素子は前記ゲート電極３１を形成する時ゲートライン３１及びキャパシターの第１電極３２が形成されて、前記ソース／ドレイン電極５１、５２を形成する時、データライン５５と電源供給線５４とキャパシターの第２電極５３とが形成される。この時、ソース／ドレイン電極のうち一つの電極とキャパシターの第２電極５３とは共通電源線５４から延長形成される構造を有する。すなわち、ソース／ドレイン電極を形成する時同時に共通電源線を共に形成する。
発光表示部１００の場合にも共通電源線５４はパネル外廓の非発光表示部２００と同一な形態で積層しているのでその配線幅によってパネルの大きさが増加するという問題点がある。
本発明は上で説明したような問題点を解決するために案出したものであって、本発明の目的は電源供給線の幅を減らすことができながらも従来構造の配線抵抗を維持することができる供給電源線の配線構造を備える平板表示素子を提供することにある。
本発明は前記した目的を達成するために、
第１電極及び第２電極を備えており、その間に有機発光層を含む有機発光部と；
前記有機発光部を制御するための少なくとも２個以上の薄膜トランジスタと；
前記薄膜トランジスタに走査信号を供給する走査信号線と；
前記薄膜トランジスタにデータを供給するためのデータ信号線と；
前記有機発光部に電流を供給するための共通電源線を備えている表示領域と；
前記表示領域外のパネル上に前記共通電源線と連結されて少なくとも１個以上の屈曲部を有する外廓共通電源線と；を備えることを特徴とする平板表示素子を提供する。
第１電極及び第２電極を備えており、その間に有機発光層を含む有機発光部と；
前記有機発光部を制御するための少なくとも２個以上の薄膜トランジスタと；
前記薄膜トランジスタに走査信号を供給する走査信号線と；
前記薄膜トランジスタにデータを供給するためのデータ信号線と；
前記有機発光部に電流を供給するための共通電源線を備えている表示領域と；
前記表示領域外のパネル上に前記共通電源線と連結されて少なくとも１個以上の屈曲部を有する外廓共通電源線と；を備えることを特徴とする平板表示素子を提供する。
また、本発明は、
絶縁基板と；
前記絶縁基板全面にかけて形成されているバッファー層と；
前記バッファー層上部に形成されるゲート絶縁層と；
前記ゲート絶縁層上部に形成されて屈曲の形態でパターニングしている層間絶縁膜と；
前記層間絶縁膜上部に形成される共通電源線と；を含むことを特徴とする平板表示素子を提供する。
絶縁基板と；
前記絶縁基板全面にかけて形成されているバッファー層と；
前記バッファー層上部に形成されるゲート絶縁層と；
前記ゲート絶縁層上部に形成されて屈曲の形態でパターニングしている層間絶縁膜と；
前記層間絶縁膜上部に形成される共通電源線と；を含むことを特徴とする平板表示素子を提供する。
以上のように本発明では共通電源線の配線構造を屈曲を有するようにしたりまたは二重配線構造を形成したりすることによって同一な配線抵抗である場合その配線幅を減らすことができて、配線抵抗による電圧降下（ＩＲ ｄｒｏｐ）を最小化させることができる。また、配線幅を減らすことによって全体的に平板表示素子のパネルの大きさを減少させることができる。
以下、本発明を添付した図面を参照してさらに詳細に説明する。
図３は、本発明の一実施形態による有機電界発光素子の発光表示部及び非発光表示部を概略的に示す平面図である。
図４Ａは、図３のＩ′−Ｉ′ラインに沿って切断された断面図で本発明の第１実施形態による断面図である。
図４Ａを参照すれば、本発明の第１実施形態による有機電界発光素子は先に、発光表示部１００及び非発光表示部２００に共通で用いられる基板１０上部に基板１０全面にかけてバッファー層１５が形成されている。そうしてから、発光表示部１００には多結晶シリコーンを用いて半導体層を形成して、再び基板全面にかけてゲート絶縁膜３０を形成する。
そうしてから、前記ゲート絶縁膜上に発光表示部１００の半導体層上部にゲート電極を形成して、前記ゲート電極を含んで基板全面にかけて層間絶縁膜４０を形成する。前記層間絶縁膜４０のうち発光表示部１００の層間絶縁膜４０をエッチングしてソース／ドレイン領域をそれぞれ露出させる第１及び第２コンタクトホールを形成して、図４Ａに示したように同時に非発光領域２００で共通電源線５４が形成される領域の層間絶縁膜４０を長さ方向（図３のｙ軸方向）に屈曲を形成するようにエッチングしてパターニングする。
この時、非発光領域２００の層間絶縁膜４０は共通電源線が通常の配線抵抗を維持しながらも配線幅を減らすことができるようにするためのことであってこのような屈曲部は１以上が形成されなければならない。前記屈曲部は凹凸形態であるものが望ましく、この時屈曲部間の距離ｂは共通電源線が積層される厚さａの２倍以上でなければならない。
前記層間絶縁膜４０をパターニングした後基板全面にかけて金属電極物質を蒸着した次にパターニングして、発光表示部１００の薄膜トランジスタ部分には前記第１及び第２コンタクトホールを介してソース／ドレイン領域とそれぞれコンタクトされるソース／ドレイン電極が形成され、非発光表示部には前記ソース／ドレイン電極のうち一つから延びて共通電源線５４が形成される。
本実施形態では共通電源線５４が形成される非発光表示部２００の層間絶縁膜４０のエッチングはコンタクトホール形成時のエッチング工程と同時に進められるのでマスク工程が追加されなくて、共通電源線が一定の屈曲を形成するので電流が流れる単位面積が増加することによって同一配線抵抗を維持する場合従来の配線構造よりもその配線幅が減ることによって全体パネル大きさを減らすことができる。
図４Ｂは、図３のＩ′−Ｉ′線に沿って切断した断面図で本発明の第２実施形態による平板表示素子の共通電源線の積層構造を示す断面図である。
図４Ｂを参照すれば、第２実施形態ではゲート絶縁膜までは第１実施形態と同一な方法で同一な構成で形成される。
そうしてから、発光表示部１００のゲート電極形成時非発光表示部２００の共通電源線５４が形成される領域上にもゲート金属物質を積層する。発光表示部１００にはゲート電極物質をパターニングしてゲート電極を形成して非発光表示部２００にはゲート電極物質を残存させる。
続いて、基板全面にかけてゲート絶縁膜３０上部に基板全面にかけて層間絶縁膜４０を形成する。前記層間絶縁膜４０のうち発光表示部１００の層間絶縁膜５４はエッチングしてソース／ドレイン領域をそれぞれ露出させる第１及び第２コンタクトホールを形成して、図４Ｂに示したように同時に非発光表示部２００には共通電源線が形成される領域の層間絶縁膜を長さ方向（図３のｙ軸方向）に屈曲を形成するようにエッチングしてパターニングする。
この時、前記非発光表示部２００の層間絶縁膜５４は共通電源線が通常の配線抵抗を維持しながらも配線幅を減らすことができるようにするためのことであってこのような屈曲部は１以上が形成されなければならない。前記屈曲部は凹凸形態であるものが望ましく、この時屈曲部間の距離ｂは共通電源線が積層される厚さａの２倍以上でなければならない。
前記層間絶縁膜５４をパターニングした後基板全面にかけて金属電極物質を蒸着した次にパターニングしてＡ領域の薄膜トランジスタ部分には前記第１及び第２コンタクトホールを介してソース／ドレイン領域とそれぞれコンタクトされるソース／ドレイン電極を形成すると同時に非発光表示部２００には前記ソース／ドレイン電極のうち一つから延びて共通電源線５４が形成される。この時、非発光表示部２００の共通電源線５４の屈曲部下部と下部のゲート金属物質、すなわち共通電源補助線３３とが接触するようになる。
これにより、第２実施形態の非発光表示部２００の共通電源線５４は金属配線が二重配線構造に形成されるので電流が流れることができる幅が増加するようになって同一な配線抵抗を維持するならば従来の共通電源線よりも金属配線の幅を減らすことができる。
図５Ａは、図２ＡのＩＩ−ＩＩ線に沿って切断された断面図で本発明の第３実施形態による平板表示素子の積層構造を示す断面図である。
図５Ａを参照すれば、画素電極及び薄膜トランジスタが形成されるＡ領域と共通電源線が配置されるＢ領域とキャパシターが形成されるＣ領域とを備える絶縁基板１０が提供される。前記絶縁基板１０上部にバッファー層１５を形成する。
前記Ａ領域のうちから薄膜トランジスタが形成される部分上に半導体層２０を形成して、前記半導体層２０を含んだ基板全面にかけてゲート絶縁膜３０を形成する。そうしてから、前記ゲート絶縁膜上にＡ領域の半導体層上部にゲート電極３１と、Ｃ領域のキャパシターが形成されるゲート絶縁膜上部にキャパシターの第１電極３２とを形成する。続いて、前記半導体層２０にｎ型またはｐ型の不純物のうち一つ、例えばｐ型不純物をイオン注入してソース／ドレイン領域２１、２２を形成し、半導体層２０のうちゲート電極３１下部の部分はチャネル層として作用する。
続いて、前記ゲート電極３１及びキャパシターの第１電極３２が形成されているゲート絶縁膜３０上部に基板全面にかけて層間絶縁膜４０を形成する。前記層間絶縁膜４０のうちＡ領域の層間絶縁膜をエッチングしてソース／ドレイン領域２１、２２をそれぞれ露出させる第１及び第２コンタクトホール３６、３７を形成して、図５Ａに示したように同時に共通電源線が形成されるＢ領域の層間絶縁膜を長さ方向（図２Ａのｙ軸方向）に屈曲を形成するようにエッチングしてパターニングする。
この時、前記Ｂ領域の層間絶縁膜は共通電源線が通常の配線抵抗を維持しながらも配線幅を減らすことができるようにするためのことであってこのような屈曲部は１以上が形成されなければならない。前記屈曲部は凹凸形態であるものが望ましく、この時屈曲部間の距離ｂは共通電源線が積層される厚さａの２倍以上でなければならない。
層間絶縁膜をパターニングした後基板全面にかけてソース／ドレイン金属電極物質を蒸着した次にパターニングしてＡ領域の薄膜トランジスタ部分には前記第１及び第２コンタクトホール３６、３７を介してソース／ドレイン領域２１、２２とそれぞれコンタクトされるソース／ドレイン電極４１、４２を形成すると同時にＢ領域上部には前記ソース／ドレイン電極４１、４２のうち一つから延びて共通電源線が形成される。一方、Ｃ領域にはソース／ドレイン電極４１、４２のうち一つが延びてキャパシターの第２電極４３を形成する。
これにより、本発明の平板表示素子の画素領域の駆動薄膜トランジスタはソース／ドレイン電極のうち一つの電極とキャパシターの第２電極とが共通電源線と連結されて電源を供給受けるようになる。
本実施形態では共通電源線が形成されるＢ領域の層間絶縁膜のエッチングはコンタクトホール形成時のエッチング工程と同時に進められるのでマスク工程が追加されなくて、共通電源線が一定の屈曲を形成するので電流が流れる単位面積が増加することによって同一配線抵抗を維持する場合従来の配線構造よりもその配線幅が減ることによって全体パネル大きさを減らすことができる。
図５Ｂは、ＩＩ−ＩＩ線に沿って切断された断面図で本発明の第４実施形態による平板表示素子の積層構造を示す断面図である。
図５Ｂを参照すれば、第４実施形態ではゲート絶縁膜までは第３実施形態と同一な方法で同一な構成で形成される。
そうしてから、ゲート電極３１形成時共通電源線が形成されるＢ領域上にもゲート金属物質を積層する。ゲート電極物質をパターニングしてゲート電極３１及びキャパシター第１電極を形成してＢ領域上にはゲート電極物質が残存する。
続いて、前記半導体層２０にｎ型またはｐ型の不純物のうち一つ、例えばｐ型不純物をイオン注入してソース／ドレイン領域２１、２２を形成し、半導体層２０のうちゲート電極３１下部の部分はチャネル層として作用する。
続いて、前記ゲート電極３１及びキャパシターの第１電極３２が形成されているゲート絶縁膜３０上部に基板全面にかけて層間絶縁膜４０を形成する。前記層間絶縁膜４０のうちＡ領域の層間絶縁膜をエッチングしてソース／ドレイン領域２１、２２をそれぞれ露出させる第１及び第２コンタクトホール３６、３７を形成して、図３Ｂに示したように同時に共通電源線が形成されるＢ領域の層間絶縁膜を長さ方向（図２Ａのｙ軸方向）に屈曲を形成するようにエッチングしてパターニングする。
この時、前記Ｂ領域の層間絶縁膜は共通電源線が通常の配線抵抗を維持しながらも配線幅を減らすことができるようにするためのことであってこのような屈曲部は１以上が形成されなければならない。前記屈曲部は凹凸形態であるものが望ましく、この時屈曲部間の距離ｂは共通電源線が積層される厚さａの２倍以上でなければならない。
層間絶縁膜をパターニングした後基板全面にかけてソース／ドレイン金属電極物質を蒸着した次にパターニングしてＡ領域の薄膜トランジスタ部分には前記第１及び第２コンタクトホール３６、３７を介してソース／ドレイン領域２１、２２とそれぞれコンタクトされるソース／ドレイン電極４１、４２を形成すると同時にＢ領域上部には前記ソース／ドレイン電極４１、４２のうち一つから延びて共通電源線が形成される。一方、Ｃ領域にはソース／ドレイン電極４１、４２のうち一つが延びてキャパシターの第２電極４３を形成する。この時、Ｂ領域の上部の共通電源線の屈曲部下部と下部のゲート金属物質、すなわち共通電源補助線３３とが接触するようになる。
これにより、第４実施形態のＢ領域の共通電源線は金属配線が二重配線構造に形成されるので電流が流れることができる幅が増加するようになって同一な配線抵抗を維持するならば従来の共通電源線よりも金属配線の幅を減らすことができる。
一方、本発明の実施例では前記発光表示部１００の共通電源線５４及び非発光表示部２００の共通電源線５４がそれぞれ独立的に屈曲を有する形態に形成されると説明されているが、これとは別個に前記発光表示部１００の共通電源線５４と非発光表示部２００の共通電源線５４とが同時に屈曲を有する形態に形成されてもよい。
本発明で用いることができる平板表示素子としては有機電界発光装置または液晶表示素子を用いることができるが、これに限られるのではない。
３１ ゲート電極
３３ 共通電源補助線
５４ 共通電源線
３３ 共通電源補助線
５４ 共通電源線
Claims (21)
- 第１電極及び第２電極を備えており、その間に有機発光層を含む有機発光部と；
前記有機発光部を制御するための少なくとも２個以上の薄膜トランジスタと；
前記薄膜トランジスタに走査信号を供給する走査信号線と；
前記薄膜トランジスタにデータを供給するためのデータ信号線と；
前記有機発光部に電流を供給するための共通電源線を備えている表示領域と；
前記発光表示部外の非発光表示部のパネル上に前記共通電源線と連結されると共に該共通電源線の延伸する方向に対する断面方向において屈曲する、少なくとも１個以上の屈曲部を有する外廓共通電源線と、
を備えることを特徴とする平板表示素子。 - 前記屈曲部の形態は凹凸形態であることを特徴とする請求項１に記載の平板表示素子。
- 前記外廓共通電源線下部には共通電源補助線が形成されて前記共通電源線と共通電源補助線とが直接接触することを特徴とする請求項１に記載の平板表示素子。
- 前記共通電源補助線は薄膜トランジスタのゲート電極と同一な物質であることを特徴とする請求項３に記載の平板表示素子。
- 前記共通電源補助線はゲート電極と同一な工程で形成されることを特徴とする請求項３に記載の平板表示素子。
- 前記屈曲部は複数個備えられ、隣接する前記屈曲部間の凹部の幅は前記共通電源線の積層厚さの２倍以上であることを特徴とする請求項２に記載の平板表示素子。
- 前記屈曲部は前記共通電源線の長さ方向に形成されることを特徴とする請求項１に記載の平板表示素子。
- 前記平板表示素子は有機電界発光表示装置であることを特徴とする請求項１に記載の平板表示素子。
- 前記表示領域の共通電源線が１以上の屈曲部を有することを特徴とする請求項１に記載の平板表示素子。
- 前記屈曲部の形態は凹凸形態であることを特徴とする請求項９に記載の平板表示素子。
- 前記外廓共通電源線下部には共通電源補助線が形成されて前記共通電源線と共通電源補助線とが直接接触することを特徴とする請求項９に記載の平板表示素子。
- 前記発光表示部の共通電源線下部に共通電源補助線が形成されて前記共通電源線と共通電源補助線とが直接接触することを特徴とする請求項１１に記載の平板表示素子。
- 前記共通電源補助線は薄膜トランジスタのゲート電極と同一な物質であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の平板表示素子。
- 絶縁基板と；
前記絶縁基板全面にかけて形成されているバッファー層と；
前記バッファー層上部に形成されるゲート絶縁層と；
前記ゲート絶縁層上部に形成されて屈曲の形態でパターニングされている層間絶縁膜と；
前記層間絶縁膜の屈曲の形態でパターニングされた上部に形成されて薄膜トランジスタと連結されている共通電源線と；
を含み、
前記屈曲は前記共通電源線の延伸する方向に対する断面方向において形成されていることを特徴とする平板表示素子。 - 前記屈曲の形態は凹凸形態であることを特徴とする請求項１４に記載の平板表示素子。
- 前記平板表示素子は前記層間絶縁膜下部とゲート絶縁層上部との間に共通電源補助線をさらに含み、前記共通電源補助線と前記共通電源線の屈曲部の下部とが接触することを特徴とする請求項１４に記載の平板表示素子。
- 前記共通電源補助線は薄膜トランジスタのゲート電極と同一な物質であることを特徴とする請求項１６に記載の平板表示素子。
- 前記共通電源補助線はゲート電極と同一な工程で形成されることを特徴とする請求項１６に記載の平板表示素子。
- 前記屈曲部間の幅は前記共通電源線の積層厚さの２倍以上であることを特徴とする請求項１４に記載の平板表示素子。
- 前記屈曲部は共通電源線の長さ方向に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の平板表示素子。
- 前記平板表示素子は有機電界発光表示装置であることを特徴とする請求項１４に記載の平板表示素子。
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