TW200306754A - Electroluminescence display device - Google Patents

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Description

200306754 五、發明說明（1) [發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種電激發光顯示裝置，尤指一種具有 用以保持供給至驅動用電晶體之閘極之視頻信號的保持電 容的電激發光顯示裝置。 [先前技術] 近年來’使用電激發光（£lectr〇 Luminescence:以 下稱為「EL」）元件之EL顯示裝置，將取代陰極射線管 CRT， Cathod Ray Tube及液晶顯示器' LCD， Liquid
Crystal Display成為下一世代之顯示裝置而受到矚目， 例如正研究開發一種EL顯示裝置，具備有薄膜電晶體 (Thin Film Transistor:以下稱為「TFT」），作為用以 驅動該EL元件之開關元件。 第4圖係顯示有機EL顯示裝置之一晝素的等效電路 圖。用以供給閘極信號G η的閘極信號線5 1、以及用以供給 視頻信號D m的；:及極信號線5 2係相互交叉。 在该專兩信號線之交叉點附近配置有：有機EL元件 60 ;用以驅動該有機EL元件60之TFT40 ;以及用以選擇晝 素的TFT30。 在有機EL元件驅動用之TFT4 0之汲極43d中供給有正電 源電壓PVdd。又，源極43s係連接在有機EL元件60之陽極 6卜 再者，在晝素選擇用之TFT30之閘極31連接有閘極信 號線5 1 ’藉此供給閘極信號g η，在沒極3 3 d連接有沒極信 號線52，藉此供給視頻信號Dm。TFT30之源極3Gs係連接上
314589 ptd 200306754 五、發明說明（2) 述T F T 4 0之閘極4 1。在此，閘極信號G η係從未圖示之閘極 驅動電路輸出。視頻信號Dm係從未圖示之汲極驅動電路輸 出。 1 又，有機E L元件6 0係由陽極6卜陰極6 5、形成在該陽 極6 1與陰極6 5之間的發光元件層6 3所構成。在陰極β 5上供 给有負電源電壓CV。 ► 又’在T F Τ 4 0之閘極4 1連接有保持電容1 3 0。亦即，保 寺笔谷1 3 0之一方電極係連接在閘極4 1，令一方電極係連 在保持電容電極1 3 1。保持電容1 3 0係藉由保持對應於視 、彳s號D m的電荷，而在一圖場期間保持顯示晝素之視頻信 竣而設置者。 以下說明上述構成之EL顯示裝置之動作。當閘極信號 %在一水平期間成為高位準時，TFT30會導通。接著，視 、姨信號Dm會透過TFT30從汲極信號線52施加於TFT40之閘極 ▲ 。然後，對應於供給至閘極4 1之視頻信號Dm，TFT4 0之 笔導會產生變化，對應於此電導之驅動電流將透過T f T 4 0 、給至有機EL元件60，而有機EL元件60會亮燈。 第5圖顯示上述保持電容1 3 0之剖面構造。在絕緣性基 胃W上形成有TFT30。TFT30具備有源極33s、汲極33d、以 極办成在問極絕緣膜1 2上的閘極3 1。而且，在τ F T 3 0之源 侔335上，隔著閘極絕緣膜12形成有保持電容電極131。在 *持電容電極1 3 1上施加有一定電壓。 如此，以往為了固定驅動用電晶體4 0之閘極電位，係 各晝素中形成保持電容丨3 〇，而上述驅動用電晶體4 〇係
200306754 五、發明說明（3) 控制用以決定有機E L元件6 0之亮度的電流量。 [内容] 發明所欲解決之課題 當供給至晝素之視頻信號Dm之電壓降量較大時，會對 顯示品質造成影響。因此，為了抑制該電壓降量，必須使 保持電容1 3 0之電容值增大某種程度。亦即，有必要增大 保持電容1 3 0之面積。 然而，在有機EL顯示裝置中具有頂射出型及底射出 型。在頂射出型中，由有機EL元件6 0所發出的光係從與絕 緣性基板1 0相反側之有機EL元件6 0之側，亦即從面板上面 側射出。另一方面，在底射出型中，由有機E L元件6 0所發 出之光係從絕緣性基板1 0側射出。 即使增加保持電容1 3 0之面積，在頂射出型之有機E L 顯示裝置中並無問題，然而在底射出型中，保持電容之形 成部分會發揮遮蔽之作用，而使開口率減少。因此，為獲 得所需之亮度，與具充裕之開口率的情形相比較必須增加 供給至有機EL元件之電流，結果造成有機EL元件之壽命縮 短的問題。 解決問題之手段 本發明之電激發光顯示裝置係具備有複數個晝素部， 而各晝素部具有：電激發光元件；用以驅動上述電激發光 元件之驅動用電晶體；汲極信號線；依閘極信號進行開 關，並對上述驅動用電晶體之閘極供給來自上述汲極信號 線之視頻信號的晝素選擇用電晶體；用以保持供給至上述
314589 ptd 第7頁 200306754 五、發明說明（4) 驅動用電晶體之閘極之視頻信號的保持電容；其中，上述 保持電容具備有：在兼作為第1電容電極層之上述晝素選 擇用電晶體之源極上隔著第1絕緣膜而形成第2電容電極 層；連接在上述源極，且在上述第2電容電極層上隔著第2 絕緣膜而增設第3電容電極層。 ^ 根據本發明，由於以多層構造之電容電極層來形成保 持電容，因此可縮小保持電容之形成面積。又，在不使開 口率降低之情況下，可增加保持電容所具有之電容值。 [實施方式] ❶ 其次，針對本發明之第1實施形態加以說明。第1圖係 顯示有機EL顯示裝置之晝素部的俯視圖，第2圖（a)係第1 圖中之A-A線的剖視圖，第2圖（b)係第1圖中之B-B線的剖 視圖。又，該晝素部之等效電路係與第4圖所示者相同。 如第1圖及第2圖所示，在由閘極信號線5 1與汲極信號 <線5 2所包圍之區域形成有晝素部11 5。而且，複數個晝素 •部1 1 5係配置成矩陣狀，且構成顯示區域。 在該晝素部11 5中配置有：屬於自發光元件之有機EL 元件6 0 ;用以控制將電流供給至該有機E L元件6 0之時序的 關用TFT30 ;將電流供給至有機EL元件60的有機EL元件 驅動用T F T 4 0 ;以及保持電容1 3 0。又，有機E L元件6 0係由 陽極層6 1、與發光材料所構成之發光元件層、以及陰極層 6 5所構成。 亦即，在兩信號線5 1、5 2之交點附近設置有晝素選擇 用TFT30，該TFT30之源極33s係兼作為第1電容電極層55，
3H589 ptd 第8頁 200306754
r ^ go , k 牛恥動用TFT40的閘極4i。在TFT3〇 源極33s上，隔著閘極絕緣膜丨 2電容電極層54俜由鉻、鉬茸阱捶，有乐2电各極層54。弟 51平行之方：係由'口鉑寺所構成，且以與間極信號線 二:缘：久配置 ，在第2電容電極層54上，隔著 層間，巴、、彖Μ 1 5形成有第3電容電極層7 〇 〇 M FM又杜趾元件驅動用之TFT4〇之源極43彿連接在有 枝EL兀2 60之陽極層61，3 —方之沒極心則連接在作為 供給至〜於Μ兀件6 0之電流源的驅動電源線5 3。 ” …Ϊ ί ί圖所示，有# _示裝置係在由玻璃及合成樹 月曰寺二構成之基板’或具有導電性之基板或半導體基板等 基板10上，依序層積形成有TFT及有機EL元件。然而，使 用具有導電性之基板及半導體基板作為基板1 〇時，在該等 基板10上形成有Si〇2、SlN等絕緣膜，且形成tFT30、4〇及 有機EL元件。每個TFnb是所謂的頂閘極構造，其閘極隔 著閘極絕緣膜而位在主動層之上方。 其次，詳細說明晝素選擇用TFT30，及保持電容139之 構造。如第2圖（a)所示，在由石英玻璃、無鹼玻璃等所構 成之絶緣性基板1 0上’利用CVD法（chemical vapor deposition，化學氣相沈積法）形成非晶矽膜（以下稱為 「&-8丨膜」），並將雷射光照射在該& — 3丨膜使之溶融再結 晶化’而形成多晶石夕膜（以下稱為「p-g i膜」），並將此 p - S 1膜作為主動層3 3。在該主動層3 3上，將S i 0媒、S i N膜 之單層或積層體形成為閘極絕緣膜1 2。 並且在該主動層33上，具備有由Cr、Mo等高融點金屬
334589 ptd
200306754 五、發明說明（6) 所構成兼作為閘極3 1的閘極信號線5 1、及由A 1所構成之/及 極#號線5 2 ’且配置有銘製驅動電源線5 3，作為有機E L元 件之驅動電源。 此外，在整個閘極絕緣膜3 2及主動層3 3上，依序層積 S 1 0艨、S 1賊、S丨〇媒而形成層間絕緣膜1 5，且在對應於 :：及極3 3 d所設置的接觸孔，設置填充有A 1等金屬的汲極 3 6，並在整面形成有由有機樹脂所構成且用以使表面平坦 之第1平坦化絕緣膜1 7。 其次’說明保持電容130之構造。TFT30之源極33s係 P作為第1電容電極層55。在兼作為第1電容電極層55之 TFT30之源極33s上，隔著閘極絕緣膜丨2設置有第2電容電 極層5 4。第2電容電極層5 4係由C r、Μ 〇等高融點金屬所構 成’且利用與閘極3 1相同之層、相同之步驟而形成在第2 電容電極層54上，隔著層間絕緣膜丨5增設第3電容電極層 7 0。第3電容電極層7 〇係利用與汲極3 6、汲極信號線5 2相 同之層、相同之步驟而形成。又，第3電容電極層7 〇係透 過接觸孔與TFT30之源極33s相連接。 亦即’保持電容1 3 9係隔著絕緣膜而以第1電容電極層 讀|5 5、第3電容電極層7 0包夹第2電容電極層5 4的多層構造， 因此可利用較少之占有面積形成較大之電容。 而且’在第3電容電極層7 0上，隔著第1平坦化絕緣膜 1 7、苐2平坦化、纟巴緣膜1 9 ’增设陰極層6 5，藉此可獲得更 大之電容。 其次，針對有機EL元件驅動用TFT加以說明。如第2圖
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第10頁 200306754 五、發明說明（7) (b )所示，在由石英玻璃、無鹼玻璃等所構成之絕緣性基 板1 0上’依序形成：將雷射光照射在a — g i膜並使之多結晶 化而形成的主動層4 3、閘極絕緣膜1 2、由C r、Μ 〇等高融點 金屬所構成的閘極4 1，在該主動層4 3上設置有通道4 3 c， 在該通道4 3 c之兩側設置有源極4 3 s及及極4 3 d。而且，在 整個閘極絕緣膜1 2及主動層4 3上，依序層積S i 0媒、s i N 膜、S i 0媒而形成層間絕緣膜1 5，且在對應於汲極4 3狀斤設 置的接觸孔’配置填充有A 1等金屬且連接於驅動電源的驅 動電源線5 3。 並且在整面形成有例如由有機樹脂所構成且用以使表 面平坦之第1平坦化絕緣膜1 7。此外，在對應於該第1平坦 化絕緣膜1 7之源極5 6的位置形成有接觸孔，並藉由該接觸 孔設置由與源極5 6相連接之氧化銦錫I T〇 ! nd丨um τ i n 0 x i d e所構成之透明電極，亦即在第i平坦化絕緣膜i 7上設 置有機E L元件之陽極層6 1。該陽極層6 1係在各晝素部中分 離形成為島狀。雖在第1平坦化絕緣膜1 7上設置有第2平土曰 化絕緣膜1 9，但在陽極層6 1上係將第2平坦化絕緣膜1 g予 以去除。 有機E L元件6 0係依序層積有：由氧化銦錫I τ 〇 (丨n d丨⑽
Tin Oxide)等透明電極所構成之陽極層6i;由mtdaTA 4-4-雙（3-曱基苯基苯胺基）聯基）（4, 4〜bis (3-methylphenylphenylainino)biphenyl)所構成之第丄電 洞輸送層、及由TPD(4,4,4-_ (3 -曱基笨基苯胺基；三笨美 胺）（4, 4, 4-tris(3iethy lpheny lphenyia^nohriphen^
314589 ptd 第 11 頁 200306754 五、發明說明（8) an i n e )所構成之第2電洞輸送層所形成的電洞輸送層6 2 ; 由包含喹D丫酮（Quinacridone)衍生物之Bebq2(10 -苯弁[h ] 喹啉酚-鈹複合物）所形成之發光層63 ;以及由Bebq2所形 成之電子輸送層6 4 ;由鎂•銦合金鋁、或鋁合金所形成之 陰極層6 5。 有機EL元件6 0係藉由從陽極層6 1所注入之電洞，與從 陰極層6 5所注入之電子在發光層内部再度結合，激發用以 形成發光層之有機分子而產生激子。在該激子放射純化的 過程中由發光層發光，該光會從透明之陽極層6 1經由透明 I邑緣基板釋出外部而發光。 其次，說明本發明之第2實施形態。第3圖係顯示晝素 部之剖視圖。第3圖（a)係第1圖中之A-A線的剖視圖，第3 圖（b)係第1圖中之B-B線的剖視圖。又，在本實施形態 中，該晝素部之等效電路係與第3圖所示者相同。 在第1實施形態中，保持電容1 3 9，雖係隔著絕緣膜而 以第1電容電極層55、第3電容電極層70包夹第2電容電極 層5 4的多層構造，但在本實施形態中可進一步達到更多 層，並增加每一單位面積之電容值。 I 在本實施形態中，除了上述構成之外，在第3電容電 極層7 0上，隔著第1平坦化絕緣膜1 7增設有第4電容電極層 7 1。第4電容電極層7 1係利用與陽極層6 1相同之層、相同 之步驟而形成。 又，在第4電容電極層7 1上，隔著第2平坦化絕緣膜1 9 增設有陰極層6 5。該陰極層6 5係具有第5電容電極層之功 1 1111
314589 ptd 第12頁 200306754 五、發明說明（9) 能者。 在第1實施形態中，雖在第3電容電極層7 0與陰極層6 5 之間形成電容，但該電容絕緣膜係第1平坦化絕緣膜1 7及 第2平坦化絕緣膜1 9。相對於此，在本實施形態中，係在 第4電容電極層7 1與陰極層6 5之間形成電容。由於該電容 絕緣膜僅為第2平坦化絕緣膜1 9，因此相對向之電容電極 間的電容絕緣膜比第1實施形態薄，可增加該部分的電容 值。 [發明之功效] 根據本發明之電激發光顯示裝置，由於係利用多層構 造之電容電極層形成用以保持供給至驅動用電晶體之閘極 之視頻信號的保持電容，因此可縮小保持電容之形成面 積。又，在不會使開口率降低的情況下，可確保較大之保 持電容，並提升顯示品質。 又，由於不會使開口率降低，因此無需增加供給至有 機EL元件之電流，其結果可延長有機EL元件之壽命。
314589 ptd 第13頁 200306754 圖式簡單說明 [圖式簡單說明] 第1圖係本發明實施形態之有機EL顯示裝置之畫素部 的俯視圖。 第2圖（a)及（b)係本發明實施形態之有機EL顯示裝置 之晝素部的剖視圖。 第3圖（a)及（b)係本發明實施形態之有機EL顯示裝置 之晝素部的俯視圖。 第4圖係有機EL顯示裝置之一晝素之等效電路圖。 i 第5圖係保持電容之構造的剖視圖。 10 絕緣性基板 12 閘極絕緣膜 15 層間絕緣膜 17 第1平坦化絕緣膜 19 第2平坦化絕緣膜 30 晝素選擇用TFT 31 閘極 33 > 43 主動層 33s' 43s 源極 33d、 43d 汲極 36 汲極 40 有機EL元件驅動用 TFT 41 閘極 43c 通道 閘極信號線 52 汲極信號線 53 驅動電源線 54 第2電容電極層 55 電容電極層 56 ^ 1 30〜 139 保持電容 60 有機EL元件 61 陽極層 62 電洞輸送層 63 發光元件層
314589 ptd 第14頁 200306754 圖式簡單說明 64 電子輸送層 65 陰極層 70 第3電容電極層 71 第4電容電極層 115 晝素部 131 保持電容電極
314589 ptd 第15頁

Claims (1)

  1. 200306754
    314589 ptd 第16頁 200306754 六、申請專利範圍 而各晝素部具有：電激發光元件，具備陽極層、發光 層、陰極層；用以驅動上述電激發光元件之驅動用電 晶體；汲極信號線；依閘極信號進行開關，並對上述 驅動用電晶體之閘極供給來自上述汲極信號線之視頻 信號的晝素選擇用電晶體；用以保持供給至上述驅動 用電晶體之閘極之視頻信號的保持電容，其特徵為· 上述保持電容具備有：在兼作為第1電容電極層之 上述晝素選擇用電晶體之源極上隔著第1絕緣膜而形成 第2電容電極層；連接在上述源極，且在上述第2電容 電極層上，隔著第2絕緣膜而增設第3電容電極層；連 接在上述第3電容電極層，且在上述第3電容電極層上 隔著第3絕緣膜而增設第4電容電極層；在上述第4電容 電極層上隔著第4絕緣膜而增設第5電容電極層。 7. 如申請專利範圍第6項之電激發光顯示裝置，其中，上 述第2電容電極層係利用與上述晝素選擇用電晶體之閘 極相同之層而形成。 8. 如申請專利範圍第6項之電激發光顯示裝置，其中，上 述第1絕緣膜係利用與上述晝素選擇用電晶體之閘極絕 緣膜相同之膜而形成。 9. 如申請專利範圍第6項之電激發光顯示裝置，其中，上 述第3電容電極層係利用與上述汲極信號線相同之層而 形成。 1 0 .如申請專利範圍第6項之電激發光顯示裝置，其中，上 述第2絕緣膜係利用與上述晝素選擇用電晶體之閘極，
    3]4589 ptd 第17頁 200306754 六、申請專利範圍 與上述汲極信號線間之層間絕緣膜相同之膜而形成。 1 1.如申請專利範圍第6項之電激發光顯示裝置，其中，上 述第4電容電極層係利用與上述陽極層相同之層而形 成。 1 2 .如申請專利範圍第6項之電激發光顯示裝置，其中，上 述第3絕緣膜係利用與第1平坦化絕緣膜相同之膜而形 成。 1 3 .如申請專利範圍第6項之電激發光顯示裝置，其中，上 述第5電容電極層係利用與上述陰極層相同之層而形 .成。 1 4 .如申請專利範圍第6項之電激發光顯示裝置，其中，上 述第4絕緣膜係利用與第2平坦化絕緣膜相同之膜而形 成。
    3145S9 ptd 第18頁
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