JP4220277B2 - アクティブマトリクス有機電界発光素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機電界発光素子に係り、さらに詳細には薄膜トランジスタを利用したアクティブマトリクス有機電界発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在テレビジョンやモニターのようなディスプレー装置には陰極線管（ＣＲＴ）が主装置として利用されているが、これは重量と体積が大きくて駆動電圧が高い問題がある。このため、薄形化、軽量化、低消費電力化などの優秀な特性を有する平板表示装置の必要性が高まっており、液晶表示装置（ＬＣＤ）とプラズマ表示装置（ＰＤＰ）、電界放出表示装置（ＦＥＤ）、そして電界発光表示装置（または電界発光素子ともいう）（ＥＬＤ）のような多様な平板表示装置が研究及び開発されている。
【０００３】
これらのうち、電界発光素子は、蛍光体に一定以上の電界が掛かれば光が発生する電界発光（ＥＬ）現象を利用した表示素子であって、キャリアの励起を起こすソースによって無機電界発光素子と有機電界発光素子に分けることができる。
【０００４】
このうち、有機電界発光素子が青色をはじめとする可視光線の全領域の光が出るので天然色表示素子として注目されており、高輝度と低動作電圧特性を有する。また自己発光型であるのでコントラスト比が大きくて、超薄型ディスプレーの具現が可能であり、工程が簡単で環境汚染が比較的少ない。一方、応答時間が数マイクロ秒程度で動画像具現がやさしくて、視野角の制限がなくて低温でも安定的であって、直流５Ｖないし１５Ｖの低い電圧で駆動するので駆動回路の製作及び設計が容易である。
【０００５】
このような有機電界発光素子は、構造が無機電気発光素子と同様であるが、発光原理は電子と正孔の再結合による発光でなされるので有機ＬＥＤと指称することもある。
【０００６】
複数の画素をマトリックス状に配列して各画素に薄膜トランジスタを連結したアクティブマトリクス形態が平板表示装置に広く利用されるので、これを有機電界発光素子に適用したアクティブマトリクス有機電界発光素子について添付した図面を参照しながら説明する。
【０００７】
図１は、アクティブマトリクス有機電界発光素子の一画素に対する回路構造を示したものであって、図示したようにアクティブマトリクス有機電界発光素子の一画素はスイッチング薄膜トランジスタ４とドライビング薄膜トランジスタ５、ストレージキャパシタ６、そして発光ダイオード７からなる。
【０００８】
ここで、スイッチング薄膜トランジスタ４のゲート電極は、ゲート配線１と連結されており、ソース電極はデータ配線２と連結されている。スイッチング薄膜トランジスタ４のドレイン電極はドライビング薄膜トランジスタ５のゲート電極と連結されていて、ドライビング薄膜トランジスタ５のドレイン電極は発光ダイオード７のアノード電極と連結されている。ドライビング薄膜トランジスタ５のソース電極はパワーライン３と連結されていて、発光ダイオード７のカソード電極は接地されている。次に、ストレージキャパシタ６がドライビング薄膜トランジスタ５のゲート電極及びソース電極と連結されている。
【０００９】
したがって、ゲート配線１を通して信号が印加されればスイッチング薄膜トランジスタ４がオンされて、データ配線２からの画像信号がスイッチング薄膜トランジスタ４を通してストレージキャパシタ６に貯蔵される。この画像信号はドライビング薄膜トランジスタ５のゲート電極に伝えられてドライビング薄膜トランジスタ５を作動させて発光ダイオード７を通して光が出力されるので、このとき発光ダイオード７に流れる電流を制御することによって輝度を調節する。ここで、スイッチング薄膜トランジスタ４がオフされてもストレージキャパシタ６に貯蔵された電圧値によりドライビング薄膜トランジスタ５を駆動するために、次の画面の画像信号が入る時まで継続的に電流が発光ダイオード７に流れて光を発する。
【００１０】
このようなアクティブマトリクス有機電界発光素子において一画素に対する平面図を図２に示した。
【００１１】
図２に示したように、ゲート配線２１とデータ配線２２が交差して一つの画素領域Ｐを定義して、ゲート配線２１とデータ配線２２が交差する部分にはスイッチング薄膜トランジスタＴＳが形成されてゲート配線２１及びデータ配線２２と連結されている。
【００１２】
続いて、画素領域Ｐ内にはスイッチング薄膜トランジスタＴＳと連結されたドライビング薄膜トランジスタＴＤが形成されていて、ドライビング薄膜トランジスタＴＤのゲート電極４１はスイッチング薄膜トランジスタＴＳのドレイン電極３１と連結されており、ドライビング薄膜トランジスタＴＤのソース電極４２はデータ配線２２と平行な方向を有するパワーライン５１と連結されていて、ドレイン電極４３は透明導電物質からなる画素電極６１と連結されている。
【００１３】
一方、パワーライン５１と連結された第１キャパシタ電極５２が画素領域Ｐに形成されており、多結晶シリコンからなるドライビング薄膜トランジスタＴＤのゲート電極４１と連結された第２キャパシタ電極７１、７２がパワーライン５１及び第１キャパシタ電極５１と重畳してストレージキャパシタを形成する。
【００１４】
このようなアクティブマトリクス有機電界発光素子では画素領域内に複数の薄膜トランジスタを含み、パワーラインが縦方向に延びていて画素領域内で占める面積が大きい。したがって、画素電極の面積が小さくなるので開口率が低くなって、これにより輝度が低下する問題がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記した関連技術の問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は開口率を向上させて輝度を高めることができるアクティブマトリクス有機電界発光素子を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するための本発明は、基板と；前記基板上部に形成されるゲートラインと；前記基板上部に形成されて前記ゲートラインと交差して画素領域を定義するデータラインと；前記ゲートライン及びデータラインと連結される第１スイッチング薄膜トランジスタと；前記第１スイッチング薄膜トランジスタと連結される第１ドライビング薄膜トランジスタと；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて前記ゲートラインと平行に形成されるパワーラインと；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結され、前記パワーラインと重畳されるキャパシタ電極と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて、前記画素領域に形成される画素電極とを含むアクティブマトリクス有機電界発光素子を提供する。
【００１７】
前記ゲートラインとパワーラインは、横方向に形成され、前記データラインは縦方向に形成される。前記パワーラインは隣接する画素領域のパワーラインと連結されて、前記パワーラインは前記ゲートラインと同一な物質からなる。
【００１８】
前記第１ドライビング薄膜トランジスタは、ゲート電極とソース及びドレイン電極を含んでおり、前記キャパシタ電極は前記第１ドライビング薄膜トランジスタのゲート電極と連結される。
【００１９】
前記キャパシタ電極は、不純物を含む多結晶シリコンからなり、前記画素電極は透明導電性物質を含む。
【００２０】
前記第１スイッチング薄膜トランジスタと連結される第２スイッチング薄膜トランジスタをさらに含んでおり、前記第１ドライビング薄膜トランジスタ及び第２スイッチング薄膜トランジスタと連結される第２ドライビング薄膜トランジスタをさらに含む。
【００２１】
さらに、本発明は、基板と；前記基板上部に形成されるゲートラインと；前記基板上部に形成され、前記ゲートラインと交差して二つの長辺と二つの短辺からなる矩形状の画素領域を定義するデータラインと；前記ゲートライン及びデータラインと連結される第１スイッチング薄膜トランジスタと；前記第１スイッチング薄膜トランジスタと連結される第１ドライビング薄膜トランジスタと；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて前記画素領域の二つの短辺と平行に形成されるパワーラインと；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結され、前記パワーラインと重畳されるキャパシタ電極と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて、前記画素領域に形成される画素電極とを含むアクティブマトリクス有機電界発光素子を提供する。
【００２２】
さらに他の本発明は、基板上部にゲートラインを形成する段階と；前記ゲートラインと交差して画素領域を定義するデータラインを前記基板上部に形成する段階と；前記ゲートライン及びデータラインと連結される第１スイッチング薄膜トランジスタを形成する段階と；前記第１スイッチング薄膜トランジスタと連結される第１ドライビング薄膜トランジスタを形成する段階と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて前記ゲートラインと平行したパワーラインを形成する段階と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結され、前記パワーラインと重畳されるキャパシタ電極を形成する段階と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて、前記画素領域を覆う画素電極を形成する段階とを含むアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法を提供する。
【００２３】
また、さらに他の本発明は、基板上部にゲートラインを形成する段階と；ゲートラインと交差して二つの長辺と二つの短辺からなる矩形状の画素領域を定義するデータラインを前記基板上部に形成する段階と；前記ゲートライン及びデータラインと連結される第１スイッチング薄膜トランジスタを形成する段階と；前記第１スイッチング薄膜トランジスタと連結される第１ドライビング薄膜トランジスタを形成する段階と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて前記画素領域の二つの短辺と平行したパワーラインを形成する段階と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結され、前記パワーラインと重畳されるキャパシタ電極を形成する段階と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて、前記画素領域を覆う画素電極を形成する段階を含むアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法を提供する。
【００２４】
このように、本発明によるアクティブマトリクス有機電界発光素子ではパワーラインをゲート配線と平行な方向に形成することによって、画素電極の面積を増やして開口率を高めることができて、また輝度を向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施例によるアクティブマトリクス有機電界発光素子について詳細に説明する。
【００２６】
まず、図３は本発明の実施例によるアクティブマトリクス有機電界発光素子の平面図である。
【００２７】
図示したように、横方向のゲート配線１２１と縦方向のデータ配線１２２が交差して一つの画素領域Ｐ１を定義していて、ゲート配線１２１とデータ配線１２２が交差する部分にはスイッチング薄膜トランジスタＴＳ１が形成されてゲート配線１２１及びデータ配線１２２と連結されている。ここで、ゲート配線１２１の一部がスイッチング薄膜トランジスタＴＳ１のゲート電極になる。
【００２８】
続いて、画素領域Ｐ１内にはスイッチング薄膜トランジスタＴＳ１と連結されたドライビング薄膜トランジスタＴＤ１が形成されているのに、ドライビング薄膜トランジスタＴＤ１のゲート電極１４１はスイッチング薄膜トランジスタＴＳ１のドレイン電極１３１と連結されている。
【００２９】
また、画素領域Ｐ１内には横方向に延びて隣接する画素領域Ｐ１と連結されていてゲート配線１２１と平行なパワーライン１５１が形成されていて、このパワーライン１５１はドライビング薄膜トランジスタＴＤ１のソース電極１４２と連結されている。このとき、パワーライン１５１はゲート配線１２１と平行に形成されているので、ゲート配線１２１の形成工程でゲート配線１２１と同一物質で形成することができ、別途の伝導性物質を利用して形成することもできる。
【００３０】
次に、ドライビング薄膜トランジスタＴＤ１のドレイン電極１４３は、透明導電物質でなされた画素電極１６１と連結されている。ここで、画素電極１６１はインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム−亜鉛−オキサイド（ＩＺＯ）で構成することができる。
【００３１】
次に、ドライビング薄膜トランジスタＴＤ１のゲート電極１４１と連結され、パワーライン１５１と重畳してストレージキャパシタをなすキャパシタ電極１７１が形成されている。ここで、キャパシタ電極１７１は不純物がドーピングされた多結晶シリコンで構成することができる。
【００３２】
このように、本発明による実施例ではパワーライン１５１がゲート配線１２１と平行な横方向に延びて隣接する画素領域Ｐ１と連結されているので、画素電極１６１の面積をさらに大きくすることができる。したがって、有機電界発光素子の開口率を高めることができる。
【００３３】
一方、前述した実施例では一つの画素に薄膜トランジスタが二個である場合について説明したが、画質の均一度を高めるために一画素に薄膜トランジスタを四個含むようにした場合についても適用することができる。このような場合の画素構造を図４に示した。
【００３４】
図示したように、本発明によるさらに他のアクティブマトリクス有機電界発光素子の一画素Ｐ２は、ゲート配線２１１とデータ配線２１２が交差する部分に形成されており、画素Ｐ２は第１及び第２スイッチング薄膜トランジスタ２１４、２１５と第１及び第２ドライビング薄膜トランジスタ２１６、２１７、そしてストレージキャパシタ２１８及び発光ダイオード２１９を含む。
【００３５】
ここで、第１及び第２スイッチング薄膜トランジスタ２１４、２１５のゲート電極は、ゲート配線２１１と連結されており、第１スイッチング薄膜トランジスタ２１４のソース電極はデータ配線２１２と連結されており、第１スイッチング薄膜トランジスタ２１４のドレイン電極は第２スイッチング薄膜トランジスタ２１５のソース電極と連結されている。
【００３６】
次に、第１ドライビング薄膜トランジスタ２１６のソース電極は、第１スイッチング薄膜トランジスタ２１４のドレイン電極及び第２スイッチング薄膜トランジスタ２１５のソース電極と連結されていて、第１ドライビング薄膜トランジスタ２１６のゲート電極は第２スイッチング薄膜トランジスタ２１５のドレイン電極及び第２ドライビング薄膜トランジスタ２１７のゲート電極と連結されている。
【００３７】
次に、第２ドライビング薄膜トランジスタ２１７のソース電極は、第１ドライビング薄膜トランジスタ２１６のドレイン電極及びパワーライン２１３と連結されており、第２ドライビング薄膜トランジスタ２１７のドレイン電極は発光ダイオード２１９のアノード電極と連結されている。
【００３８】
一方、発光ダイオード２１９のカソード電極は接地されており、第１及び第２ドライビング薄膜トランジスタ２１６、２１７にはストレージキャパシタ２１８が連結されている。ストレージキャパシタ２１８の一電極は第１ドライビング薄膜トランジスタ２１６のドレイン電極及び第２ドライビング薄膜トランジスタ２１７のソース電極と連結されていて、他電極は第１及び第２ドライビング薄膜トランジスタ２１６、２１７のゲート電極と連結されている。
【００３９】
したがって、ゲート配線２１１の信号により第１及び第２スイッチング薄膜トランジスタ２１４、２１５が作動してデータ配線２１２の信号が第１及び第２ドライビング薄膜トランジスタ２１６、２１７に伝えられて、この信号により第２ドライビング薄膜トランジスタ２１７が作動することによって、パワーライン２１３の画像信号Ｖｄｄが発光ダイオード２１９に伝えられて発光ダイオード２１９から光が出るようになる。
【００４０】
前述したように、図４のゲート配線２１１とパワーライン２１３は平行な方向を有し、横方向に形成することができるので、パワーライン２１３は隣接画素領域まで延びることができる。その結果として、画素電極の面積が拡張されて開口率が改善される。したがってアクティブマトリクス有機電界発光素子の輝度が改善される。
【００４１】
本発明は前記した実施例に限らず、本発明の精神を外れない限り多様な変化と変形が可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によるアクティブマトリクス有機電界発光素子ではパワーラインを横方向に形成することによって、画素電極の面積を大きくして開口率を高めることができる。これにより有機電界発光素子の輝度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アクティブマトリクス有機電界発光素子の一画素についての回路図。
【図２】関連技術におけるアクティブマトリクス有機電界発光素子の平面図。
【図３】本発明によるアクティブマトリクス有機電界発光素子の平面図。
【図４】本発明の他の実施例によるアクティブマトリクス有機電界発光素子の一画素構造についての回路図。
【発明の属する技術分野】
本発明は有機電界発光素子に係り、さらに詳細には薄膜トランジスタを利用したアクティブマトリクス有機電界発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在テレビジョンやモニターのようなディスプレー装置には陰極線管（ＣＲＴ）が主装置として利用されているが、これは重量と体積が大きくて駆動電圧が高い問題がある。このため、薄形化、軽量化、低消費電力化などの優秀な特性を有する平板表示装置の必要性が高まっており、液晶表示装置（ＬＣＤ）とプラズマ表示装置（ＰＤＰ）、電界放出表示装置（ＦＥＤ）、そして電界発光表示装置（または電界発光素子ともいう）（ＥＬＤ）のような多様な平板表示装置が研究及び開発されている。
【０００３】
これらのうち、電界発光素子は、蛍光体に一定以上の電界が掛かれば光が発生する電界発光（ＥＬ）現象を利用した表示素子であって、キャリアの励起を起こすソースによって無機電界発光素子と有機電界発光素子に分けることができる。
【０００４】
このうち、有機電界発光素子が青色をはじめとする可視光線の全領域の光が出るので天然色表示素子として注目されており、高輝度と低動作電圧特性を有する。また自己発光型であるのでコントラスト比が大きくて、超薄型ディスプレーの具現が可能であり、工程が簡単で環境汚染が比較的少ない。一方、応答時間が数マイクロ秒程度で動画像具現がやさしくて、視野角の制限がなくて低温でも安定的であって、直流５Ｖないし１５Ｖの低い電圧で駆動するので駆動回路の製作及び設計が容易である。
【０００５】
このような有機電界発光素子は、構造が無機電気発光素子と同様であるが、発光原理は電子と正孔の再結合による発光でなされるので有機ＬＥＤと指称することもある。
【０００６】
複数の画素をマトリックス状に配列して各画素に薄膜トランジスタを連結したアクティブマトリクス形態が平板表示装置に広く利用されるので、これを有機電界発光素子に適用したアクティブマトリクス有機電界発光素子について添付した図面を参照しながら説明する。
【０００７】
図１は、アクティブマトリクス有機電界発光素子の一画素に対する回路構造を示したものであって、図示したようにアクティブマトリクス有機電界発光素子の一画素はスイッチング薄膜トランジスタ４とドライビング薄膜トランジスタ５、ストレージキャパシタ６、そして発光ダイオード７からなる。
【０００８】
ここで、スイッチング薄膜トランジスタ４のゲート電極は、ゲート配線１と連結されており、ソース電極はデータ配線２と連結されている。スイッチング薄膜トランジスタ４のドレイン電極はドライビング薄膜トランジスタ５のゲート電極と連結されていて、ドライビング薄膜トランジスタ５のドレイン電極は発光ダイオード７のアノード電極と連結されている。ドライビング薄膜トランジスタ５のソース電極はパワーライン３と連結されていて、発光ダイオード７のカソード電極は接地されている。次に、ストレージキャパシタ６がドライビング薄膜トランジスタ５のゲート電極及びソース電極と連結されている。
【０００９】
したがって、ゲート配線１を通して信号が印加されればスイッチング薄膜トランジスタ４がオンされて、データ配線２からの画像信号がスイッチング薄膜トランジスタ４を通してストレージキャパシタ６に貯蔵される。この画像信号はドライビング薄膜トランジスタ５のゲート電極に伝えられてドライビング薄膜トランジスタ５を作動させて発光ダイオード７を通して光が出力されるので、このとき発光ダイオード７に流れる電流を制御することによって輝度を調節する。ここで、スイッチング薄膜トランジスタ４がオフされてもストレージキャパシタ６に貯蔵された電圧値によりドライビング薄膜トランジスタ５を駆動するために、次の画面の画像信号が入る時まで継続的に電流が発光ダイオード７に流れて光を発する。
【００１０】
このようなアクティブマトリクス有機電界発光素子において一画素に対する平面図を図２に示した。
【００１１】
図２に示したように、ゲート配線２１とデータ配線２２が交差して一つの画素領域Ｐを定義して、ゲート配線２１とデータ配線２２が交差する部分にはスイッチング薄膜トランジスタＴＳが形成されてゲート配線２１及びデータ配線２２と連結されている。
【００１２】
続いて、画素領域Ｐ内にはスイッチング薄膜トランジスタＴＳと連結されたドライビング薄膜トランジスタＴＤが形成されていて、ドライビング薄膜トランジスタＴＤのゲート電極４１はスイッチング薄膜トランジスタＴＳのドレイン電極３１と連結されており、ドライビング薄膜トランジスタＴＤのソース電極４２はデータ配線２２と平行な方向を有するパワーライン５１と連結されていて、ドレイン電極４３は透明導電物質からなる画素電極６１と連結されている。
【００１３】
一方、パワーライン５１と連結された第１キャパシタ電極５２が画素領域Ｐに形成されており、多結晶シリコンからなるドライビング薄膜トランジスタＴＤのゲート電極４１と連結された第２キャパシタ電極７１、７２がパワーライン５１及び第１キャパシタ電極５１と重畳してストレージキャパシタを形成する。
【００１４】
このようなアクティブマトリクス有機電界発光素子では画素領域内に複数の薄膜トランジスタを含み、パワーラインが縦方向に延びていて画素領域内で占める面積が大きい。したがって、画素電極の面積が小さくなるので開口率が低くなって、これにより輝度が低下する問題がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記した関連技術の問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は開口率を向上させて輝度を高めることができるアクティブマトリクス有機電界発光素子を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するための本発明は、基板と；前記基板上部に形成されるゲートラインと；前記基板上部に形成されて前記ゲートラインと交差して画素領域を定義するデータラインと；前記ゲートライン及びデータラインと連結される第１スイッチング薄膜トランジスタと；前記第１スイッチング薄膜トランジスタと連結される第１ドライビング薄膜トランジスタと；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて前記ゲートラインと平行に形成されるパワーラインと；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結され、前記パワーラインと重畳されるキャパシタ電極と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて、前記画素領域に形成される画素電極とを含むアクティブマトリクス有機電界発光素子を提供する。
【００１７】
前記ゲートラインとパワーラインは、横方向に形成され、前記データラインは縦方向に形成される。前記パワーラインは隣接する画素領域のパワーラインと連結されて、前記パワーラインは前記ゲートラインと同一な物質からなる。
【００１８】
前記第１ドライビング薄膜トランジスタは、ゲート電極とソース及びドレイン電極を含んでおり、前記キャパシタ電極は前記第１ドライビング薄膜トランジスタのゲート電極と連結される。
【００１９】
前記キャパシタ電極は、不純物を含む多結晶シリコンからなり、前記画素電極は透明導電性物質を含む。
【００２０】
前記第１スイッチング薄膜トランジスタと連結される第２スイッチング薄膜トランジスタをさらに含んでおり、前記第１ドライビング薄膜トランジスタ及び第２スイッチング薄膜トランジスタと連結される第２ドライビング薄膜トランジスタをさらに含む。
【００２１】
さらに、本発明は、基板と；前記基板上部に形成されるゲートラインと；前記基板上部に形成され、前記ゲートラインと交差して二つの長辺と二つの短辺からなる矩形状の画素領域を定義するデータラインと；前記ゲートライン及びデータラインと連結される第１スイッチング薄膜トランジスタと；前記第１スイッチング薄膜トランジスタと連結される第１ドライビング薄膜トランジスタと；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて前記画素領域の二つの短辺と平行に形成されるパワーラインと；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結され、前記パワーラインと重畳されるキャパシタ電極と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて、前記画素領域に形成される画素電極とを含むアクティブマトリクス有機電界発光素子を提供する。
【００２２】
さらに他の本発明は、基板上部にゲートラインを形成する段階と；前記ゲートラインと交差して画素領域を定義するデータラインを前記基板上部に形成する段階と；前記ゲートライン及びデータラインと連結される第１スイッチング薄膜トランジスタを形成する段階と；前記第１スイッチング薄膜トランジスタと連結される第１ドライビング薄膜トランジスタを形成する段階と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて前記ゲートラインと平行したパワーラインを形成する段階と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結され、前記パワーラインと重畳されるキャパシタ電極を形成する段階と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて、前記画素領域を覆う画素電極を形成する段階とを含むアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法を提供する。
【００２３】
また、さらに他の本発明は、基板上部にゲートラインを形成する段階と；ゲートラインと交差して二つの長辺と二つの短辺からなる矩形状の画素領域を定義するデータラインを前記基板上部に形成する段階と；前記ゲートライン及びデータラインと連結される第１スイッチング薄膜トランジスタを形成する段階と；前記第１スイッチング薄膜トランジスタと連結される第１ドライビング薄膜トランジスタを形成する段階と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて前記画素領域の二つの短辺と平行したパワーラインを形成する段階と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結され、前記パワーラインと重畳されるキャパシタ電極を形成する段階と；前記第１ドライビング薄膜トランジスタと連結されて、前記画素領域を覆う画素電極を形成する段階を含むアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法を提供する。
【００２４】
このように、本発明によるアクティブマトリクス有機電界発光素子ではパワーラインをゲート配線と平行な方向に形成することによって、画素電極の面積を増やして開口率を高めることができて、また輝度を向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施例によるアクティブマトリクス有機電界発光素子について詳細に説明する。
【００２６】
まず、図３は本発明の実施例によるアクティブマトリクス有機電界発光素子の平面図である。
【００２７】
図示したように、横方向のゲート配線１２１と縦方向のデータ配線１２２が交差して一つの画素領域Ｐ１を定義していて、ゲート配線１２１とデータ配線１２２が交差する部分にはスイッチング薄膜トランジスタＴＳ１が形成されてゲート配線１２１及びデータ配線１２２と連結されている。ここで、ゲート配線１２１の一部がスイッチング薄膜トランジスタＴＳ１のゲート電極になる。
【００２８】
続いて、画素領域Ｐ１内にはスイッチング薄膜トランジスタＴＳ１と連結されたドライビング薄膜トランジスタＴＤ１が形成されているのに、ドライビング薄膜トランジスタＴＤ１のゲート電極１４１はスイッチング薄膜トランジスタＴＳ１のドレイン電極１３１と連結されている。
【００２９】
また、画素領域Ｐ１内には横方向に延びて隣接する画素領域Ｐ１と連結されていてゲート配線１２１と平行なパワーライン１５１が形成されていて、このパワーライン１５１はドライビング薄膜トランジスタＴＤ１のソース電極１４２と連結されている。このとき、パワーライン１５１はゲート配線１２１と平行に形成されているので、ゲート配線１２１の形成工程でゲート配線１２１と同一物質で形成することができ、別途の伝導性物質を利用して形成することもできる。
【００３０】
次に、ドライビング薄膜トランジスタＴＤ１のドレイン電極１４３は、透明導電物質でなされた画素電極１６１と連結されている。ここで、画素電極１６１はインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム−亜鉛−オキサイド（ＩＺＯ）で構成することができる。
【００３１】
次に、ドライビング薄膜トランジスタＴＤ１のゲート電極１４１と連結され、パワーライン１５１と重畳してストレージキャパシタをなすキャパシタ電極１７１が形成されている。ここで、キャパシタ電極１７１は不純物がドーピングされた多結晶シリコンで構成することができる。
【００３２】
このように、本発明による実施例ではパワーライン１５１がゲート配線１２１と平行な横方向に延びて隣接する画素領域Ｐ１と連結されているので、画素電極１６１の面積をさらに大きくすることができる。したがって、有機電界発光素子の開口率を高めることができる。
【００３３】
一方、前述した実施例では一つの画素に薄膜トランジスタが二個である場合について説明したが、画質の均一度を高めるために一画素に薄膜トランジスタを四個含むようにした場合についても適用することができる。このような場合の画素構造を図４に示した。
【００３４】
図示したように、本発明によるさらに他のアクティブマトリクス有機電界発光素子の一画素Ｐ２は、ゲート配線２１１とデータ配線２１２が交差する部分に形成されており、画素Ｐ２は第１及び第２スイッチング薄膜トランジスタ２１４、２１５と第１及び第２ドライビング薄膜トランジスタ２１６、２１７、そしてストレージキャパシタ２１８及び発光ダイオード２１９を含む。
【００３５】
ここで、第１及び第２スイッチング薄膜トランジスタ２１４、２１５のゲート電極は、ゲート配線２１１と連結されており、第１スイッチング薄膜トランジスタ２１４のソース電極はデータ配線２１２と連結されており、第１スイッチング薄膜トランジスタ２１４のドレイン電極は第２スイッチング薄膜トランジスタ２１５のソース電極と連結されている。
【００３６】
次に、第１ドライビング薄膜トランジスタ２１６のソース電極は、第１スイッチング薄膜トランジスタ２１４のドレイン電極及び第２スイッチング薄膜トランジスタ２１５のソース電極と連結されていて、第１ドライビング薄膜トランジスタ２１６のゲート電極は第２スイッチング薄膜トランジスタ２１５のドレイン電極及び第２ドライビング薄膜トランジスタ２１７のゲート電極と連結されている。
【００３７】
次に、第２ドライビング薄膜トランジスタ２１７のソース電極は、第１ドライビング薄膜トランジスタ２１６のドレイン電極及びパワーライン２１３と連結されており、第２ドライビング薄膜トランジスタ２１７のドレイン電極は発光ダイオード２１９のアノード電極と連結されている。
【００３８】
一方、発光ダイオード２１９のカソード電極は接地されており、第１及び第２ドライビング薄膜トランジスタ２１６、２１７にはストレージキャパシタ２１８が連結されている。ストレージキャパシタ２１８の一電極は第１ドライビング薄膜トランジスタ２１６のドレイン電極及び第２ドライビング薄膜トランジスタ２１７のソース電極と連結されていて、他電極は第１及び第２ドライビング薄膜トランジスタ２１６、２１７のゲート電極と連結されている。
【００３９】
したがって、ゲート配線２１１の信号により第１及び第２スイッチング薄膜トランジスタ２１４、２１５が作動してデータ配線２１２の信号が第１及び第２ドライビング薄膜トランジスタ２１６、２１７に伝えられて、この信号により第２ドライビング薄膜トランジスタ２１７が作動することによって、パワーライン２１３の画像信号Ｖｄｄが発光ダイオード２１９に伝えられて発光ダイオード２１９から光が出るようになる。
【００４０】
前述したように、図４のゲート配線２１１とパワーライン２１３は平行な方向を有し、横方向に形成することができるので、パワーライン２１３は隣接画素領域まで延びることができる。その結果として、画素電極の面積が拡張されて開口率が改善される。したがってアクティブマトリクス有機電界発光素子の輝度が改善される。
【００４１】
本発明は前記した実施例に限らず、本発明の精神を外れない限り多様な変化と変形が可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によるアクティブマトリクス有機電界発光素子ではパワーラインを横方向に形成することによって、画素電極の面積を大きくして開口率を高めることができる。これにより有機電界発光素子の輝度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アクティブマトリクス有機電界発光素子の一画素についての回路図。
【図２】関連技術におけるアクティブマトリクス有機電界発光素子の平面図。
【図３】本発明によるアクティブマトリクス有機電界発光素子の平面図。
【図４】本発明の他の実施例によるアクティブマトリクス有機電界発光素子の一画素構造についての回路図。
Claims (22)
- 基板と、
前記基板上部に形成されるゲートラインと、
前記基板上部に形成されて前記ゲートラインと交差して画素領域を定義するデータラインと、
前記ゲートラインがゲート電極に連結され、データラインがソース電極に連結される第１スイッチング薄膜トランジスタと、
前記第１スイッチング薄膜トランジスタのドレイン電極がソース電極に連結される第１ドライビング薄膜トランジスタと、
前記第１ドライビング薄膜トランジスタのソース電極と連結されて前記ゲートラインと平行に形成されるパワーラインと、
前記第１ドライビング薄膜トランジスタのゲート電極と連結され、前記パワーラインと重畳されるキャパシタ電極と、
前記第１ドライビング薄膜トランジスタのドレイン電極と連結されて、前記画素領域に形成される画素電極とを含み、
前記キャパシタ電極は、不純物を含む多結晶シリコンから成り、前記パワーラインと重畳してストレージキャパシタを形成し、
該パワーラインは、該キャパシタ電極よりも狭い幅を有すると共に該画素電極と重畳し、それにより、該画素領域を、該ゲートラインに垂直な方向に沿って互いに隣接する第１の領域と第２の領域とに分割し、該第１の領域は該第２の領域よりも小さく、該第１スイッチング薄膜トランジスタの該ドレイン電極と該第１ドライビング薄膜トランジスタの該ドレイン電極は、該第１の領域に位置することを特徴とするアクティブマトリクス有機電界発光素子。 - 前記ゲートラインとパワーラインは、前記画素領域の短辺方向に形成され、前記データラインは前記画素領域の長辺方向に形成されることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子。
- 前記パワーラインは、隣接する画素領域のパワーラインと連結されることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子。
- 前記パワーラインは、前記ゲートラインと同一な物質でなされたことを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子。
- 前記第１ドライビング薄膜トランジスタは、ゲート電極とソース及びドレイン電極を含むことを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子。
- 前記キャパシタ電極は、前記第１ドライビング薄膜トランジスタのゲート電極と連結されることを特徴とする請求項５に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子。
- 前記画素電極は、透明導電性物質を含むことを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子。
- 前記第１スイッチング薄膜トランジスタのドレイン電極がソース電極と連結される第２スイッチング薄膜トランジスタをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子。
- 前記第１ドライビング薄膜トランジスタのゲート電極及び第２スイッチング薄膜トランジスタのドレイン電極がゲート電極と連結される第２ドライビング薄膜トランジスタをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子。
- 請求項９に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子において、該第１スイッチング薄膜トランジスタの該ゲート電極と該第２スイッチング薄膜トランジスタの該ゲート電極は、同じゲートラインに接続されており、該第１及び第２スイッチング薄膜トランジスタと該第１及び第２ドライビング薄膜トランジスタは、同じタイプのチャネルを持つアクティブマトリクス有機電界発光素子。
- 基板と、
前記基板上部に形成されるゲートラインと、
前記基板上部に形成され、前記ゲートラインと交差して二つの長辺と二つの短辺からなる矩形状の画素領域を定義するデータラインと、
前記ゲートラインがゲート電極に連結され、データラインがソース電極に連結される第１スイッチング薄膜トランジスタと、
前記第１スイッチング薄膜トランジスタのドレイン電極がソース電極に連結される第１ドライビング薄膜トランジスタと、
前記第１ドライビング薄膜トランジスタのソース電極と連結されて前記画素領域の二つの短辺と平行に形成されるパワーラインと、
前記第１ドライビング薄膜トランジスタのゲート電極と連結され、前記パワーラインと重畳されるキャパシタ電極と、
前記第１ドライビング薄膜トランジスタのドレイン電極と連結されて、前記画素領域に形成される画素電極とを含み、
前記キャパシタ電極は、不純物を含む多結晶シリコンから成り、前記パワーラインと重畳してストレージキャパシタを形成し、
該パワーラインは、該キャパシタ電極よりも狭い幅を有すると共に該画素電極と重畳し、それにより、該画素領域を、該ゲートラインに垂直な方向に沿って互いに隣接する第１の領域と第２の領域とに分割し、該第１の領域は該第２の領域よりも小さく、該第１スイッチング薄膜トランジスタの該ドレイン電極と該第１ドライビング薄膜トランジスタの該ドレイン電極は、該第１の領域に位置することを特徴とするアクティブマトリクス有機電界発光素子。 - 基板上部にゲートラインを形成する段階と、
前記ゲートラインと交差して画素領域を定義するデータラインを前記基板上部に形成する段階と、
前記ゲートラインがゲート電極に連結され、データラインがソース電極に連結される第１スイッチング薄膜トランジスタを形成する段階と、
前記第１スイッチング薄膜トランジスタのドレイン電極がソース電極に連結される第１ドライビング薄膜トランジスタを形成する段階と、
前記第１ドライビング薄膜トランジスタのソース電極と連結されて前記ゲートラインと平行したパワーラインを形成する段階と、
前記第１ドライビング薄膜トランジスタのゲート電極と連結され、前記パワーラインと重畳されるキャパシタ電極を形成する段階と、
前記第１ドライビング薄膜トランジスタのドレイン電極と連結されて、前記画素領域を覆う画素電極を形成する段階とを含み、
前記キャパシタ電極は、不純物を含む多結晶シリコンから成り、前記パワーラインと重畳してストレージキャパシタを形成し、
該パワーラインは、該キャパシタ電極よりも狭い幅を有すると共に該画素電極と重畳し、それにより、該画素領域を、該ゲートラインに垂直な方向に沿って互いに隣接する第１の領域と第２の領域とに分割し、該第１の領域は該第２の領域よりも小さく、該第１スイッチング薄膜トランジスタの該ドレイン電極と該第１ドライビング薄膜トランジスタの該ドレイン電極は、該第１の領域に位置することを特徴とするアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法。 - 前記ゲートラインとパワーラインは、前記画素領域の短辺方向に形成され、前記データラインは前記画素領域の長辺方向に形成されることを特徴とする請求項１２に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法。
- 前記パワーラインは、隣接する画素領域のパワーラインと連結されることを特徴とする請求項１２に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法。
- 前記パワーラインは、前記ゲートラインと同一な物質でなされたことを特徴とする請求項１２に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第１ドライビング薄膜トランジスタは、ゲート電極とソース及びドレイン電極を含むことを特徴とする請求項１２に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法。
- 前記キャパシタ電極は、前記第１ドライビング薄膜トランジスタのゲート電極と連結されることを特徴とする請求項１６に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法。
- 前記画素電極は、透明導電性物質を含むことを特徴とする請求項１３に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第１スイッチング薄膜トランジスタのドレイン電極がソース電極と連結される第２スイッチング薄膜トランジスタをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第１ドライビング薄膜トランジスタのゲート電極及び第２スイッチング薄膜トランジスタのドレイン電極がゲート電極と連結される第２ドライビング薄膜トランジスタをさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法。
- 請求項２０に記載のアクティブマトリクス有機電界発光素子において、該第１スイッチング薄膜トランジスタの該ゲート電極と該第２スイッチング薄膜トランジスタの該ゲート電極は、同じゲートラインに接続されており、該第１及び第２スイッチング薄膜トランジスタと該第１及び第２ドライビング薄膜トランジスタは、同じタイプのチャネルを持つアクティブマトリクス有機電界発光素子。
- 基板上部にゲートラインを形成する段階と、
ゲートラインと交差して二つの長辺と二つの短辺からなる矩形状の画素領域を定義するデータラインを前記基板上部に形成する段階と、
前記ゲートラインがゲート電極に連結され、データラインがソース電極に連結される第１スイッチング薄膜トランジスタを形成する段階と、
前記第１スイッチング薄膜トランジスタのドレイン電極がソース電極に連結される第１ドライビング薄膜トランジスタを形成する段階と、
前記第１ドライビング薄膜トランジスタのソース電極と連結されて前記画素領域の二つの短辺と平行したパワーラインを形成する段階と、
前記第１ドライビング薄膜トランジスタのゲート電極と連結され、前記パワーラインと重畳されるキャパシタ電極を形成する段階と、
前記第１ドライビング薄膜トランジスタのドレイン電極と連結されて、前記画素領域を覆う画素電極を形成する段階とを含み、
前記キャパシタ電極は、不純物を含む多結晶シリコンから成り、前記パワーラインと重畳してストレージキャパシタを形成し、
該パワーラインは、該キャパシタ電極よりも狭い幅を有すると共に該画素電極と重畳し、それにより、該画素領域を、該ゲートラインに垂直な方向に沿って互いに隣接する第１の領域と第２の領域とに分割し、該第１の領域は該第２の領域よりも小さく、該第１スイッチング薄膜トランジスタの該ドレイン電極と該第１ドライビング薄膜トランジスタの該ドレイン電極は、該第１の領域に位置することを特徴とするアクティブマトリクス有機電界発光素子の製造方法。
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