TW201405797A - 有機發光二極體顯示器及其製造方法 - Google Patents

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Il-Jeong Lee
Choong-Youl Im
Do-Hyun Kwon
Moo-Soon Ko
Min-Woo Woo
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Abstract

一種有機發光二極體顯示器，其包含基板；形成於該基板之上並傳送掃描訊號之掃描線；與該掃描線交錯並分別傳送資料訊號及驅動電壓之資料線及驅動電壓線；連接至掃描線及資料線之開關薄膜電晶體；連接至開關薄膜電晶體及驅動電壓線之驅動薄膜電晶體；以及連接至驅動薄膜電晶體有機發光二極體。驅動薄膜電晶包含驅動半導體層；覆蓋驅動半導體層之第一閘極絕緣層；形成於第一閘極絕緣層上之浮動閘極電極；第二閘極絕緣層；以及形成在第二閘極絕緣層上之驅動閘極電極。

Description

有機發光二極體顯示器及其製造方法
本發明大致係有關於一種有機發光二極體(OLED)顯示器及其製造方法。
有機發光二極體顯示器包含兩電極及插設於其間之有機發光層，從一電極注入之電子與從另一電極注入之電洞係於有機發光層彼此結合以形成激子，且於激子釋放能量時發光。
有機發光二極體顯示器包含含有為自發光元件之有機發光二極體之複數個像素，且用以驅動有機發光二極體之複數個薄膜電晶體以及至少一電容形成於每一像素中。複數個薄膜電晶體基本上包含開關薄膜電晶體及驅動薄膜電晶體。
於開關薄膜電晶體中，具有薄厚度的閘極絕緣層係形成閘極電極與半導體層之間以得到快速開關作動。於此情況中，因為形成於與開關薄膜電晶體相同層之驅動薄膜電晶體之閘極絕緣層之厚度減少，故施加於驅動薄膜電晶體之閘極電極的閘極電壓之範圍變窄。所以，控制閘極電極的閘極電壓之量值以確保大量灰階係困難的。
揭露於背景章節之上述資訊僅用來加強對所述技術背景之理解，可能因此包含未構成對於該技術領域具有通常知識者於國內為已知的先前技術之資訊。
本發明致力於發展一種有機發光二極體顯示器，其使驅動薄膜電晶體之驅動範圍變寬以顯示大量灰階，及其製造方法。
例示性實施例提供一種有機發光二極體顯示器，其包含基板；形成於基板之上並傳送掃描訊號之掃描線；與掃描線交錯並分別傳送資料訊號和驅動電壓之資料線及驅動電壓線；連接至掃描線及資料線之開關薄膜電晶體；連接至開關薄膜電晶體及驅動電壓線之驅動薄膜電晶體；以及連接至驅動薄膜電晶體之有機發光二極體。驅動薄膜電晶可包含﹕包含驅動通道區、及具有驅動通道區插設於其間之驅動源極區及驅動汲極區之驅動半導體層；覆蓋驅動半導體層之第一閘極絕緣層；形成於第一閘極絕緣層上且形成於對應驅動通道區之位置之浮動閘極電極；覆蓋第一閘極絕緣層及浮動閘極電極之第二閘極絕緣層；以及形成於第二閘極絕緣層上且形成於對應浮動閘極電極之位置之驅動閘極電極。
驅動閘極電極之寬度可相同於或小於浮動閘極電極之寬度。
驅動閘極電極之寬度與浮動閘極電及之寬度之差異可不大於4μm。
當形成於驅動閘極電極和浮動閘極電極之間的第一浮動電容係定為C1，形成於浮動閘極電極和驅動汲極區之間的第二浮動電容係定為C2時，C2/C1(第一浮動電容與第二浮動電容之比值)可大於0且小於2。
開關薄膜電晶體可包含﹕包含開關通道區及具有開關通道區插設於其間之開關源極區及開關汲極區之開關半導體層；以及形成於第一閘極絕緣層上，覆蓋開關半導體且形成於對應開關通道區之位置之開關閘極電極；且第二閘極絕緣層可覆蓋第一閘極絕緣層及浮動閘極電極。
開關閘極電極可連接至掃描線，且浮動閘極電極可與掃描線分隔。
另一例示性實施例提供一種有機發光二極體顯示器之製造方法，其包含﹕形成開關半導體層及驅動半導體層於基板上；形成覆蓋開關半導體層及驅動半導體層之第一閘極絕緣層；於分別與開關半導體層及驅動半導體層部分重疊之位置，形成開關閘極電極及浮動閘極電極於第一閘極絕緣層上；藉由使用開關閘極電極及浮動閘極電極作為遮罩，摻雜雜質於開關半導體層及驅動半導體層上以分別形成開關源極區、開關汲極區、驅動源極區及驅動汲極區；形成第二閘極絕緣層，其覆蓋第一閘極絕緣層、開關閘極電極及浮動閘極電極；以及於對應浮動閘極電極之位置形成驅動閘極電極於第二閘極絕緣層上。
開關源極區、開關汲極區、驅動源極區及驅動汲極區之雜質摻雜濃度皆彼此相同。
開關閘極電極可連接至傳送掃描訊號之掃描線且和掃描線形成於相同層上。
浮動閘極電極可形成以與掃描線分隔。
製造方法更包含﹕形成層間絕緣層於第二閘極絕緣層及驅動閘極電極上；於層間絕緣層上形成資料線及驅動電壓線，其與掃描線交錯且分別傳送資料訊號與驅動電壓；形成保護層，其覆蓋資料線及驅動電壓線之上部；以及於保護層上形成有機發光二極體，其連接至薄膜電晶體。
根據例示性實施例，當藉由於驅動半導體層上形成浮動閘極電極以執行雜質摻雜製程，且於浮動閘極電極上形成第二閘極絕緣層與驅動閘極電極以彼此重疊，而使驅動範圍變寬時，其可能形成驅動半導體層以使驅動半導體層之雜質摻雜濃度與開關半導體層之雜質摻雜濃度相同。
T1、T2、T3、T4、T5、T6．．．薄膜電晶體
Cst．．．儲存電容
Cst1、Cst2．．．儲存電容之一端
Cb．．．升壓電容
Cb1、Cb2．．．升壓電容之一端
70．．．有機發光二極體
ELVDD．．．驅動電壓
ELVSS．．．共同電壓
Sn．．．掃描訊號
Sn-1．．．前掃描訊號
Vinit．．．初始化電壓
Dm．．．資料訊號
En．．．發光控制訊號
121．．．掃描線
122．．．前掃描線
123．．．發光控制線
124．．．初始化電壓線
171．．．資料線
172．．．驅動電壓線
P．．．雜質
W1、W2．．．寬度
d1、d2．．．厚度
125a、125b、125c、125d、125e、125f、G1、G2、G3、G4、G5、G6．．．閘極電極
131、131a、131b、131c、131d、131e、131f．．．半導體層
176a、176b、176c、176d、176e、176f、S1、S2、S3、S4、S5、S6．．．源極電極
177a、177b、177c、177d、177e、177f、D1、D2、D3、D4、D5、D6．．．汲極電極
25．．．浮動閘極電極
110．．．基板
111．．．緩衝層
127．．．第二儲存電容板
129．．．第二升壓電容板
132．．．第一儲存電容板
133．．．第一升壓電容板
141．．．第一閘極絕緣層
142．．．第二閘極絕緣層
160．．．層間絕緣層
163、164、165、166、167、168、181．．．接觸孔
174．．．連接構件
180．．．保護層
191．．．像素電極
270．．．共同電極
350．．．阻隔條
351．．．阻隔條開口
370．．．有機發光層
133a．．．柄部
133b．．．頭部
133f．．．汲極區
132b．．．源極區
131a1、131b1、131f1．．．通道區
C1．．．第一浮動電容
C2．．．第二浮動電容
A、B、C、D．．．驅動電流
本發明之更完整評價及其伴隨優點將參考下列詳細敘述結合附圖而顯而易見且更好理解，其中相似參考符號代表相似元件，其中:
第1圖係為根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器的一像素之等效電路。
第2圖係為顯示根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器的一像素中之複數個薄膜電晶體及電容的位置之示意圖。
第3圖係為根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器的一像素之特定佈局圖。
第4圖係根據第3圖之有機發光二極體顯示器沿著IV-IV線之剖面圖。
第5圖係根據第3圖之有機發光二極體顯示器沿著V-V線之剖面圖。
第6圖係為顯示根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器之第一浮動電容與第二浮動電容之示意圖。
第7圖係為表示對應施加至根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器中驅動薄膜電晶體之驅動汲極電壓之驅動汲極電壓之驅動電流之圖，以及第8圖係表示對應施加至已知的有機發光二極體顯示器中驅動薄膜電晶體之驅動汲極電極之驅動汲極電壓之驅動電流之圖。
第9圖至第11圖係為依序表示根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器之開關薄膜電晶體及驅動薄膜電晶體的製造方法。
下文中，本發明將參考顯示本發明之例示性實施例於其中的附圖而更完整描述。技術領域中具通常知識者將理解所述實施例可以各種方式修改而皆不脫離本發明之精神與範疇。
圖與敘述係被視為係說明性質而非限制。通篇說明書中相似參考符號代表相似元件。
此外，示於圖中的每一元件之尺寸與厚度係為理解及易於描述而任意表示，而本發明不受限於此。
於圖中，層、膜、板、區域等等之厚度為清晰而誇大。於圖中，為了容易說明及理解，部分層與區域之厚度被誇大。將理解的是，當元件如層、膜、區域或基板被表示為在另一元件之「上」時，其可直接於另一元件之上或亦可有中介物存在。
此外，說明書中，除非明確聲明與其相反，否則詞彙「包含(comprise)」及其變化像是「包含(comprises)」或「包含(comprising)」將理解為表示涵括所述元件但不排除任何其他元件。此外，說明書中，詞彙「在…之上(on)」意指位於目標部之上或之下，而不必然表示位於目摽部以重力方向為基礎之上側。
此外，具有包含含有一像素、六薄膜電晶體(TFT)以及兩電容之6Tr-2Cap結構的主動矩陣式(AM)有機發光二極體顯示器被展示於附圖，但本發明並不受限於此。因此，有機發光二極體顯示器可包含一像素、複數個電晶體以及至少一電容，且更可形成另外的導線，或可省略已知導線以提供各種結構。此處，像素代表顯示影像之最小單元，且有機發光二極體顯示器透過複數個像素顯示影像。
根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器現在將參考第1圖至第5圖而詳細描述。
第1圖係為根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器的一像素之等效電路。
如第1圖所示，根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器之一像素包含複數個訊號線121、122、123、124、171及172、複數個薄膜電晶體T1、T2、T3、T4、T5及T6、電容Cst及Cb以及連接至複數條訊號線之有機發光二極體(OLED)。
薄膜電晶體包含驅動薄膜電晶體T1、開關薄膜電晶體T2、補償薄膜電晶體T3、初始化薄膜電晶體T4、第一發光控制薄膜電晶體T5以及第二發光控制薄膜電晶體T6，且電容Cst及Cb包含儲存電容Cst與升壓電容Cb。
訊號線包含傳送掃描訊號Sn之掃描線121、傳送前掃描訊號Sn-1至初始化薄膜電晶體T4之前掃描線122、傳送發光控制訊號En至第一發光控制薄膜電晶體T5以及第二發光控制薄膜電晶體T6之發光控制線123、與掃描線121交錯且傳送資料訊號Dm之資料線171、傳送驅動電壓ELVDD並形成幾乎平行於資料線171之驅動電壓線172以及傳送初始化驅動薄膜電晶體T1之初始化電壓Vinit的初始化電壓線124。
驅動薄膜電晶體T1之閘極電極G1係連接至儲存電容Cst之一端Cst1，驅動薄膜電晶體T1之源極電極S1係透過第一發光控制薄膜電晶體T5連接至驅動電壓線172，驅動薄膜電晶體T1之汲極電極D1係透過第二發光控制薄膜電晶體T6電性連接至有機發光二極體(OLED)之陽極。驅動薄膜電晶體T1根據開關薄膜電晶體T2之開關作動而接收資料訊號Dm以便供應驅動電流至有機發光二極體(OLED)。
開關薄膜電晶體T2之閘極電極G2係連接至掃描線121，開關薄膜電晶體T2之源極電極S2連接至資料線171，開關薄膜電晶體T2之汲極電極D2係透過第一發光控制薄膜電晶體T5連接至驅動電壓線172，並同時連接至驅動薄膜電晶體T1之源極電極S1。開關薄膜電晶體T2根據經掃描線121傳送之掃描訊號Sn而開啟以便執行傳送資料線171之資料訊號Dm至驅動薄膜電晶體T1之源極電極S1之開關作動。
補償薄膜電晶體T3之閘極電極G3係連接至掃描線121，補償薄膜電晶體T3之源極電極S3連接至驅動薄膜電晶體T1之汲極電極D1，且透過第二發光控制薄膜電晶體T6連接至有機發光二極體(OLED)之陽極，補償薄膜電晶體T3之汲極電極D3係連接至升壓電容Cb之一端Cb1及初始化薄膜電晶體T4之汲極電極D4。補償薄膜電晶體T3係根據透過掃描線121傳送之掃描訊號而開啟以便使驅動薄膜電晶體T1之閘極電極G1與汲極電極D1彼此連接，因而執行驅動薄膜電晶體T1之二極體連接。因此，驅動電流流經二極體連接之驅動薄膜電晶體T1。
初始化薄膜電晶體T4之閘極電極G4係連接至前掃描線122，初始化薄膜電晶體T4之源極電極S4連接至初始化電壓線124，初始化薄膜電晶體T4之汲極電極D4係連接至升壓電容Cb之一端Cb1、儲存電容Cst之一端Cst1、補償薄膜電晶體T3之汲極電極D3以及驅動薄膜電晶體T1之閘極電極G1。初始化薄膜電晶體T4根據經前掃描線122傳送之掃描訊號Sn-1而開啟以便傳送初始化電壓Vinit至薄膜電晶體T1之閘極電極G1，從而執行初始化驅動薄膜電晶體T1之閘極電極G1之初始化作動。
第一發光控制薄膜電晶體T5之閘極電極G5係連接至發光控制線123，第一發光控制薄膜電晶體T5之源極電極S5連接至驅動電壓線172，第一發光控制薄膜電晶體T5之汲極電極D5係連接至驅動薄膜電晶體T1之源極電極S1及開關薄膜電晶體T2之汲極電極D2。
第二發光控制薄膜電晶體T6之閘極電極G6係連接至發光控制線123，第二發光控制薄膜電晶體T6之源極電極S6經過驅動薄膜電晶體T1連接至第一發光控制薄膜電晶體T5之汲極電極D5，第二發光控制薄膜電晶體T6之汲極電極D6電性連接至有機發光二極體(OLED)之陽極。第一發光控制薄膜電晶體T5及第二發光控制薄膜電晶體T6係根據透過發光控制線123傳送之發光控制訊號En而開啟，以便傳送驅動電壓ELVDD至有機發光二極體(OLED)，故而使驅動電流流進有機發光二極體(OLED)。
連接至開關電晶體T2之閘極電極G2之掃描線121係連接至升壓電容Cb之另一端Cb2，且升壓電容Cb之一端Cb1係連接至驅動薄膜電晶體T1之閘極電極G1。
儲存電容Cst之另一端Cst2係連接至驅動電壓線172，且有機發光二極體(OLED)的陰極係連接至共同電壓ELVSS。因此，有機發光二極體(OLED)透過第二發光控制薄膜電晶體T6從驅動薄膜電晶體T1接收驅動電流，以便發光，從而顯示影像。
下文中，將詳細描述根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器之一像素之特定作動程過。
首先，於初始化期間，低位準之前掃描訊號Sn-1係透過前掃描線122而供應。然後，初使化薄膜電晶體T4係對應低位準之前掃描訊號Sn-1而開啟，且初始化電壓Vinit係從初始化電壓線124透過初始化薄膜電晶體T4供應至驅動薄膜電晶體T1，以便初始化驅動薄膜電晶體T1。
接著，於資料處理期間，低位準之掃描訊號Sn係透過掃描線121供應。然後，開關薄膜電晶體T2與補償薄膜電晶體T3係對應低位準之掃描訊號Sn而開啟。
在此情況，驅動薄膜電晶體T1係藉由補償薄膜電晶體T3而於二極體連接形式中開啟，而特別是，因為驅動薄膜電晶體T1係於上述初始化期間初始化，故驅動薄膜電晶體T1係正向二極體連接。所以，從資料線171供應之資料訊號Dm係透過開關薄膜電晶體T2、驅動薄膜電晶體T1及補償薄膜電晶體T3而傳輸，以致使對應至資料訊號Dm及與驅動薄膜電晶體T1之臨界電壓間之電壓差儲存於儲存電容Cst。
接著，如果掃描訊號Sn之供應暫停且掃描訊號Sn之電壓位準改為高位準，則藉由升壓電容Cb之耦合行為，施加於驅動薄膜電晶體T1之閘極電極G1之電壓藉由升壓電容Cb之耦接動作，對應掃描訊號Sn之電壓的漲落寬度而變化。於此情況，因為施加於驅動薄膜電晶體T1之閘極電極G1之電壓係藉由儲存電容Cst與升壓電容Cb間的電荷共享而變化，故施加於驅動閘極電極G1之電壓的電荷量漲落係正比於掃描訊號Sn之電壓的漲落寬度及儲存電容Cst與升壓電容Cb間的電荷共享。
接著，於發光時期，從發光控制線123供應之發光控制訊號En之位準係從高位準改為低位準。然後，於發光時期，第一發光控制薄膜電晶體T5及第二發光控制薄膜電晶體T6係藉由低位準之發光控制訊號En而開啟。從而，透過驅動電壓線172之驅動電壓ELVDD經第一發光控制薄膜電晶體T5、驅動薄膜電晶體T1、第二發光控制薄膜電晶體T6以及有機發光二極體(OLED)而傳輸，以便使驅動電流透過一路徑流至共同電壓ELVSS。
驅動電流係藉由驅動薄膜電晶體T1控制，且驅動薄膜電晶體T1產生具有對應供應至其閘極電極G1之電壓的量值之驅動電流。在此情況，因為於上述資料處理時期，反射驅動薄膜電晶體T1之臨界電壓之電壓係儲存於儲存電容器Cst中，故驅動薄膜電晶體T1之臨界電壓於發光時期被補償。
示於第1圖之有機發光二極體顯示器之像素的詳細結構現在將參考第2圖至第5圖以及第1圖而詳細說明。
第2圖係為顯示根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器的一像素中之複數個薄膜電晶體及電容的位置之示意圖，第3圖係為根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器的一像素之特定佈局圖，第4圖係根據第3圖之有機發光二極體顯示器沿著IV-IV線之剖面圖，以及第5圖係根據第3圖之有機發光二極體顯示器沿著V-V線之剖面圖。
如第2圖至第5圖所示，根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器之像素包含分別供應掃描訊號Sn、前掃描訊號Sn-1、發光控制訊號En以及初始化電壓Vinit，且形成於列方向之掃描線121、前掃描線122、發光控制線123以及初始化電壓線124及與各掃描線121、前掃描線122、發光控制線123及初始化電壓線124交錯且分別供應資料訊號Dm與驅動電壓ELVDD至像素之資料線171及驅動電壓線172。
更進一步，於像素中，形成驅動薄膜電晶體T1、開關薄膜電晶體T2、補償薄膜電晶體T3、初始化薄膜電晶體T4、第一發光控制薄膜電晶體T5、第二發光控制薄膜電晶體T6、儲存電容Cst、升壓電容Cb以及有機發光二極體(OLED)70。
驅動薄膜電晶體T1、開關薄膜電晶體T2、補償薄膜電晶體T3、初始化薄膜電晶體T4、第一發光控制薄膜電晶體T5以及第二發光控制薄膜電晶體T6係沿半導體層131形成，且半導體層131係彎曲以具有各種形狀。半導體層131係以多晶矽形成，且包含不摻雜雜質之通道區及形成於通道區兩側以待摻雜雜質之源極區及汲極區。此處，雜質根據薄膜電晶體之種類而改變，可用N型雜質或P型雜質。半導體層131包含形成於驅動薄膜電晶體T1之驅動半導體層131a、形成於開關薄膜電晶體T2之開關半導體層131b、形成於補償薄膜電晶體T3之補償半導體層131c、形成於初始化薄膜電晶體T4之初始化半導體層131d、分別形成於第一發光控制薄膜電晶體T5與第二發光控制薄膜電晶體T6之第一發光控制半導體層131e及第二發光控制半導體層131f。
驅動薄膜電晶體T1包含驅動半導體層131a、驅動閘極電極125a、驅動源極電極176a以及驅動汲極電極177a。驅動源極電極176a對應於驅動半導體層131a中摻雜雜質之驅動源極區176a，以及驅動汲極電極177a對應於驅動半導體層131a中摻雜雜質之驅動汲極區177a。浮動閘極電極25係形成於驅動閘極電極125a下方以重疊驅動閘極電極125a。浮動閘極電極25係與開關閘極電極125b、補償閘極電極125c、初始化閘極電極125d、第一發光控制閘極電極125e、第二發光控制閘極電極125f、掃描線121、前掃描線122以及發光控制線123形成於相同層。
開關薄膜電晶體T2包含開關半導體層131b、開關閘極電極125b、開關源極電極176b以及開關汲極電極177b。開關汲極電極177b對應於開關半導體層131b中摻雜雜質之開關汲極區177b。
補償薄膜電晶體T3包含補償半導體層131c、補償閘極電極125c、補償源極電極176c以及補償汲極電極177c，補償源極電極176c對應於補償半導體層131c中摻雜雜質之補償源極區，且補償汲極電極177c對應於補償半導體層131c中摻雜雜質之補償汲極區。
初始化薄膜電晶體T4包含初始化半導體層131d、初始化閘極電極125d、初始化源極電極176d以及初始化汲極電極177d。初始化汲極電極177d對應於初始化半導體層131d中摻雜雜質之初始化汲極區。
第一發光控制薄膜電晶體T5包含第一發光控制半導體層131e、第一發光控制閘極電極125e、第一發光控制源極電極176e以及第一發光控制汲極電極177e。第一發光控制汲極電極177e對應於第一發光控制半導體層131e中摻雜雜質之第一發光控制汲極區。
第二發光控制薄膜電晶體T6包含第二發光控制半導體層131f、第二發光控制閘極電極125f、第二發光控制源極電極176f以及第二發光控制汲極電極177f。第二發光控制源極電極176f對應於第二發光控制半導體層131f中摻雜雜質之第二發光控制源極區176f。
儲存電容Cst包含第一儲存電容板132與第二儲存電容板127，且閘極絕緣層140插設於其間。此處，閘極絕緣層140係介電材料，且儲存電容值係由聚積於儲存電容Cst之電荷及兩電容板132及127間的電壓所決定。
第一儲存電容板132係與驅動半導體層131a、開關半導體層131b、補償半導體層131c、第一發光控制半導體層131e以及第二發光控制半導體層131f形成於相同層，第二儲存電容板127係與掃描線121及前掃描線122及其相似物形成於相同層。
驅動薄膜電晶體T1之驅動半導體層131a使開關半導體層131b與補償半導體層131c以及第一發光控制半導體層131e與第二發光控制半導體層131f彼此連接。所以，驅動源極電極176a係連接至開關汲極電極177b及第一發光控制汲極電極177e，以及驅動汲極電極177a係連接至補償源極電極176c及第二發光控制源極電極176f。
儲存電容Cst之第一儲存電容板132係連接至補償汲極電極177c及初始化汲極電極177d，且係透過連接構件174連接至驅動閘極電極125a。於此情況，連接構件174係與資料線171形成於相同層。連接構件174係透過形成於層間絕緣層160、第一閘極絕緣層141及第二閘極絕緣層142之接觸孔166而連接至第一儲存電容板132，且係透過形成於層間絕緣層160之接觸孔167而連接至驅動閘極電極125a。
儲存電容Cst之第二儲存電容板127係透過形成於層間絕緣層160上之接觸孔168而連接至共同電壓線172，且幾乎與掃描線121平行形成。
升壓電容Cb之第一升壓電容板133係從第一儲存電容板132延伸之延伸部，且第二升壓電容板129係從掃描線121向上及向下突出之突出部。
第一升壓電容板133具有鎚狀，且第一升壓電容板133包含平行於驅動電壓線172之柄部133a以及形成柄部133a末端之頭部133b。
第一升壓電容板133之頭部133b係位於第二升壓電容板129以便與第二升壓電容板129重疊。所以，升壓電容Cb之第一升壓電容板133的面積係小於第二升壓電容板129之面積。
同時，開關薄膜電晶體T2係作為用於選擇將要發光像素之開關元件。開關閘極電極125b係連接至掃描線121，開關源極電極176b係連接至資料線171，以及開關汲極電極177b係連接至驅動薄膜電晶體T1及第一發光控制薄膜電晶體T5。此外，第二發光控制薄膜電晶體T6之第二發光控制汲極電極177f係透過形成於保護層180之接觸孔181而直接連接至有機發光二極體70之像素電極191。
下文中，參閱第4圖及第5圖，根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器將之結構將根據堆疊次序而詳細說明。
於此情況，薄膜電晶體之結構將以驅動薄膜電晶體T1、開關薄膜電晶體T2以及第二控制發光薄膜電晶體T6為基礎而描述。此外，其餘薄膜電晶體T3、T4及T5與驅動薄膜電晶體T1、開關薄膜電晶體T2以及第二控制發光薄膜電晶體T6之層疊結構幾乎相同，故不在此詳細說明。
緩衝層111係形成於基板110上，且基板110係由玻璃、石英、陶瓷、塑膠或相似物組成。
開關半導體層131b、驅動半導體層131a、第二發光控制半導體層131f以及第一升壓電容板133係形成於緩衝層111上。開關半導體層131b包含彼此相對且開關通道區131b1係插設於其間之開關源極區132b及開關汲極區177b(見第5圖)，驅動半導體層131a包含彼此相對且驅動通道區131a1插設於其間之驅動源極區176a及驅動汲極區177a(見第5圖)，以及第二發光控制薄膜電晶體T6包含第二發光控制半導體層131f，其包含發光控制通道區131f1、發光控制源極區176f以及發光控制汲極區133f(見第4圖)。開關源極區132b、開關汲極區177b、驅動源極區176a以及驅動汲極區177b之雜質摻雜濃度可彼此相同。
以氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiO2)形成的第一閘極絕緣層141 係形成於開關半導體層131a、驅動半導體層131b、第二發光控制半導體層131f以及第一升壓電容板133上。
包含開關閘極電極125b及補償閘極電極125c之掃描線121、包含初始化閘極電極125d之前掃描線122、包含第一發光控制閘極電極125e及第二發光控制閘極電極125f之發光控制線123以及包含浮動閘極電極25之閘極導線係形成於第一閘極絕緣層141上。
浮動閘極電極25係與掃描線121分隔，且浮動閘極電極25與驅動半導體層131a之驅動通道區131a1重疊。更進一步，驅動閘極電極125a係連接至掃描線121，且開關閘極電極125b與開關半導體層131b之開關通道區131b1重疊。此外，第二發光控制閘極電極125f與第二發光控制半導體層131f之發光控制通道區131f1重疊。閘極導線更包含形成儲存電容Cst之第二儲存電容板127以及形成升壓電容Cb之第二升壓電容板。
閘極導線25、125b、125c、125d、125e、125f、121、122、123以及第一閘極絕緣層141被第二閘極絕緣層142所覆蓋。第二閘極絕緣層142係由氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiO2)形成。
驅動閘極電極125a係形成於第二閘極絕緣層142上。驅動閘極電極125a與浮動閘極電極25重疊，且驅動閘極電極125a之寬度W2及浮動閘極電極25之寬度W1之差的絕對值可為4μm或更少。在驅動閘極電極125a之寬度W2及浮動閘極電極25之寬度W1之差的絕對值大於4μm的情況，臨界電壓可能增加，且通道移動率可能減少。
如上所述，於驅動薄膜電晶體T1中，因為驅動閘極電極125a係形成於第一閘極絕緣層141及第二閘極絕緣層142上，故介於驅動閘極電極125a及驅動半導體層131a之間隙變寬。所以，施加至驅動閘極電極125a之閘極電壓的驅動範圍可變寬，從有機發光二極體(OLED)發出的光之灰階可藉由改變閘極電壓的量值而更精準地控制，因此可增加有機發光二極體顯示器之解析度並增進顯示品質。
於此情況下，因為只有第一閘極絕緣層141係形成於開關閘極電極125b與開關半導體層131b間，故開關薄膜電晶體T2可執行快速開關作動。
第6圖係為顯示根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器之第一浮動電容與第二浮動電容之示意圖。
如第6圖所示，第一浮動電容C1係形成於形成於驅動閘極電極125a及浮動閘極電極25之間的第二閘極絕緣層142中，且第二浮動電容C2係形成於形成於浮動閘極電極25與驅動半導體層131a之驅動汲極區177a間的第一閘極絕緣層141中。
第7圖係為表示對應施加至根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器中驅動薄膜電晶體之驅動汲極電壓之驅動汲極電壓之驅動電流之圖，以及第8圖係為表示對應施加至已知的有機發光二極體顯示器中驅動薄膜電晶體之驅動汲極電極之驅動汲極電壓之驅動電流之圖。於第7圖及第8圖中，A、B、C及D代表在閘極電壓為-0.1V、-5V、-10V及-15V的情況中對應驅動電壓之驅動電流。
如第7圖所示，在第一浮動電容與第二浮動電容之比值(C2/C1)具有接近0之為0.125之值的情況，當驅動汲極電壓增加時，即使形成浮動閘極電壓25，因為驅動電流被持續維持，施予驅動電流之影響很小。
然而，如第8圖所示，在第一浮動電容與第二浮動電容之比值(C2/C1)為2的情況，因為當驅動電壓增加時，驅動電流增加，故當浮動閘極電極25形成時，會有驅動電流變的不穩定之問題。
所以，第一浮動電容與第二浮動電容之比值可大於0且小於2。第一浮動電容C1及第二浮動電容C2可藉由控制第一閘絕緣層141之厚度d1及第二閘極絕緣層142之厚度d2或藉由控制第一閘絕緣層141及第二閘極絕緣層142之材料而漲落。
同時，層間絕緣層160係形成於第二閘極絕緣層142及閘極驅動電極125a上(見第5圖)，第一閘極絕緣層141、第二閘極絕緣層142以及層間絕緣層160具有接觸孔163(見第4圖)，第二發光控制半導體層131f之第二發光控制汲極區133f係透過接觸孔163一起暴露。相似於第一閘極絕緣層141與第二閘極絕緣層142，層間絕緣層160係以陶瓷系材料，例如氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiO2)製成。
包含開關源極電極176b之資料線171以及包含連接構件174、第二發光控制汲極電極177f及驅動電壓線172之資料導線係形成於層間絕緣層160上。
更進一步，開關源極電極176b及第二發光控制汲極電極177f係透過形成於層間絕緣層160、第一閘極絕緣層141及第二閘極絕緣層142上之接觸孔164及163而分別連接至開關半導體層131b之開關源極區132b及第二發光控制半導體層131f之第二發光汲極區133f。
覆蓋資料導線171、174、177f及172之保護層180係形成於層間絕緣層160上，且像素電極191係形成於保護層180上。像素電極191係透過形成於保護層180上之接觸孔181連接至第二發光控制汲極電極177f。
阻隔條350係形成於像素電極191之邊緣及保護層180上，且阻隔條350具有阻隔條開口351，像素電極191係透過其而暴露。阻隔條350可由例如聚丙烯酸酯(polyacrylates)及聚醯亞胺(polyimides)之樹脂或矽基之無機材料製成。
有機發光層370係形成於透過阻隔條開口351暴露之像素191上，且共同電極270係形成於有機發光層370上。如前所述，形成包含像素電極191、有機發光層370及共同電極270之有機發光二極體70。
此處，像素電極191係電洞注入電極之陽極，且共同電極270係電子注入電極之陰極。然而，根據本發明之例示性實施例不受限於此，且根據有機發光顯示二極體顯示器之驅動方法，像素電極191可為陰極以及共同電極270可為陽極。電洞與電子係從像素電極191及共同電極270注入有機發光層370，且當由注入的電洞與電子結合的激子從激發態降至基態時發光。
有機發光層370係以低分子量有機材料或高分子量有機材料形成，例如聚(3,4-伸乙二氧基噻吩) (poly 3,4-ethylenedioxythiophene, PEDOT)。更進一步，有機發光層370可形成為多層，其包含一或多個發光層、電洞注入層HIL、電動傳輸層HTL、電子傳送層ETL以及電子注入層EIL。於包含所有層之情況，電洞注入層HIL係設置於為陽極之像素電極191上，電洞傳輸層HTL、發光層、電子傳送層ETL以及電子注入層EIL 係依序層疊於其上。因為共同電極270係以反射導電材料形成，故獲得背面發光型有機發光二極體顯示器。例如鋰(Li)、鈣(Ca)、氟化鋰/鈣(LiF/Ca)、氟化鋰/鋁(LiF/Al)、鋁(Al)、銀(Ag)、鎂(Mg)或金(Au)之材料可用作反射材料。
接著，根據示於第1圖至第5圖之例示性實施例的有機發光二極體顯示器之製造方法現在將參考第9圖至第11圖而詳細說明。
第9圖至第11圖係為依序表示根據例示性實施例之有機發光二極體顯示器之開關薄膜電晶體及驅動薄膜電晶體的製造方法。
首先，如第9圖所示，開關半導體層131b及驅動半導體層131a係形成於基板110上。更進一步，形成覆蓋開關半導體層131b及驅動半導體層131a之第一閘極絕緣層141。此外，開關閘極電極125b及浮動閘極電極25係形成於第一閘極絕緣層141上。於此例中，開關閘極電極125b及浮動閘極電極25係形成於分別部分重疊於開關半導體層131b及驅動半導體層131a的位置。
形成開關閘極電極125b以便連接至掃描線121，且與掃描線形成於相同層。更進一步，形成浮動閘極電極25以便與掃描線分隔，且與掃描線形成於相同層。
接著，如第10圖所示，藉由使用開關閘極電極125b及浮動閘極電極25作為遮罩，雜質P摻雜於開關半導體層131b及驅動半導體層131a。所以，開關源極區132b與開關汲極區177b係形成於開關半導體層131b中，且驅動源極區176a及驅動汲極區177a係形成於驅動半導體層131a中。
於此情況，摻雜的雜質P僅穿透形成於開關半導體層131b及驅動半導體層131a上之第一閘極絕緣層141以便於分別於開關半導體層131b與驅動半導體層131a上形成開關源極區132b及開關汲極區177b與驅動源極區176a及驅動汲極區177a，以使雜質摻雜可順利地執行。所以，開關源極區132b、開關汲極區177b、驅動源極區176a以及驅動汲極區177a之雜質摻雜濃度可彼此相同，且因為不需增加摻雜加速電壓，可容易執行製造製程。更進一步，因為第二閘極絕緣層142可較厚的形成而不管雜質摻雜濃度，故驅動薄膜電晶體T1之驅動範圍可以變寬。
接著，如第11圖所示，形成覆蓋第一閘極絕緣層141、開關閘極電極125b及浮動閘極電極25之第二閘極絕緣層142。更進一步，驅動閘極電極125a係形成於第二閘極絕緣層142上。於此例中，驅動閘極電極125a係形成於對應浮動閘極電極25之位置。
如上所述，可以形成驅動半導體層以使驅動半導體層131a之雜質摻雜濃度與開關半導體層131b相同，同時藉由形成浮動閘極電極25於驅動半導體層131a上而使驅動範圍變寬，以便執行雜質摻雜製程且形成第二閘極絕緣層142及驅動閘極電極125a於浮動閘極電極25上，以便彼此重疊。
接著，層間絕緣層160係形成於第二閘極絕緣層142及驅動閘極電極125a(見第5圖)上。更進一步，與掃描線121交錯且分別傳送資料訊號Dm及驅動電壓ELVDD之資料線171及驅動電壓線172係形成於層間絕緣層160上，形成覆蓋資料線171及驅動電壓線172之上側的保護層180(見第4圖)，以及連接至驅動薄膜電晶體T1之有機發光二極體(OLED)係形成於保護層180上。
雖然本揭露內容結合考慮現行可實行的例示性實施例而描述，應瞭解本發明不受限於此，相反的，是旨將各種修改以及等效配置皆涵蓋在附加的申請專利範圍之精神與範圍內。
T1、T2．．．薄膜電晶體
70．．．有機發光二極體
W1、W2．．．寬度
d1、d2．．．厚度
125a、125b．．．閘極電極
131a、131b．．．半導體層
176a、176b．．．源極電極
177a、177b．．．汲極電極
25．．．浮動閘極電極
110．．．基板
111．．．緩衝層
141．．．第一閘極絕緣層
142．．．第二閘極絕緣層
160．．．層間絕緣層
191．．．像素電極
270．．．共同電極
370．．．有機發光層
131a1、131b1．．．通道區
174．．．資料導線
180．．．保護層
132b．．．源極區

Claims (11)

  1. 一種有機發光二極體顯示器，其包含﹕
    一基板；
    一掃描線，係形成於該基板之上並傳送一掃描訊號；
    一資料線及一驅動電壓線，係與該掃描線交錯並分別傳送一資料訊號和一驅動電壓；
    一開關薄膜電晶體，係連接至該掃描線及該資料線；
    一驅動薄膜電晶體，係連接至該開關薄膜電晶體及該驅動電壓線；以及
    一有機發光二極體，係連接至該驅動薄膜電晶體；該驅動薄膜電晶包含﹕
    一驅動半導體層，係包含一驅動通道區、一驅動源極區及一驅動汲極區，該驅動通道區係插設於該驅動源極區及該驅動汲極區之間；
    一第一閘極絕緣層，係覆蓋該驅動半導體層；
    一浮動閘極電極，係形成於該第一閘極絕緣層上且形成於對應該驅動通道區之一位置；
    一第二閘極絕緣層，係覆蓋該第一閘極絕緣層及該浮動閘極電極；以及
    一驅動閘極電極，係形成於該第二閘極絕緣層上且形成於對應該浮動閘極電極之一位置。
  2. 如申請專利範圍 第1項所述之有機發光二極體顯示器，一開關源極區、一開關汲極區、該驅動源極區及該驅動汲極區之雜質摻雜濃度皆彼此相同。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之有機發光二極體顯示器，該驅動閘極電極之一寬度與該浮動閘極電及之一寬度之差異的絕對值不大於4μm。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示器，一第一浮動電容係形成於該驅動閘極電極和該浮動閘極電極之間且定為C1，一第二浮動電容係形成於該浮動閘極電極和該驅動汲極區之間且定為C2，以及該第一浮動電容與該第二浮動電容之比值C2/C1係大於0且小於2。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示器，該開關薄膜電晶體包含﹕
    一開關半導體層，係包含一開關通道區、一開關源極區及一開關汲極區，該開關通道區係插設於該開關汲極區與該開關源極區之間；以及
    一開關閘極電極，係形成於覆蓋該開關半導體層之該第一閘極絕緣層上且形成於對應該開關通道區之一位置；
    該第二閘極絕緣層覆蓋該第一閘極絕緣層及該浮動閘極電極。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之有機發光二極體顯示器，該開關閘極電極係連接至該掃描線，且該浮動閘極電極係與該掃描線分隔。
  7. 一種有機發光二極體顯示器之製造方法，其步驟包含﹕
    形成一開關半導體層及一驅動半導體層於一基板上；

    形成覆蓋該開關半導體層及該驅動半導體層之一第一閘極絕緣層；
    於分別與該開關半導體層及該驅動半導體層部分重疊之位置，形成一開關閘極電極及一浮動閘極電極於該第一閘極絕緣層上；
    藉由使用該開關閘極電極及該浮動閘極電極作為一遮罩，摻雜一雜質於該開關半導體層及該驅動半導體層上以分別形成一開關源極區、一開關汲極區、一驅動源極區及一驅動汲極區，形成一第二閘極絕緣層，其覆蓋該第一閘極絕緣層、該開關閘極電極及該浮動閘極電極；以及
    於對應該浮動閘極電極之位置形成一驅動閘極電極於該第二閘極絕緣層上。
  8. 如申請專利範圍 第7項所述之有機發光二極體顯示器之製造方法，該開關源極區、該開關汲極區、該驅動源極區及該驅動汲極區之雜質摻雜濃度皆彼此相同。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之有機發光二極體顯示器之製造方法，該開關閘極電極係連接至傳送一掃描訊號之一掃描線且和該掃描線形成於相同層上。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之有機發光二極體顯示器之製造方法，該浮動閘極電極形成以與該掃描線分隔。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之有機發光二極體顯示器之製造方法，更包含步驟﹕
    形成一層間絕緣層於該第二閘極絕緣層及該驅動閘極電極上；
    於該層間絕緣層上形成一資料線及一驅動電壓線，其與該掃描線交錯且分別傳送一資料訊號與一驅動電壓；
    形成一保護層，其覆蓋該資料線及該驅動電壓線之上部；以及
    於該保護層上形成一有機發光二極體，其連接至一驅動薄膜電晶體。
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