TW441222B - Electro luminescence display device - Google Patents

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經濟鄯智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7__ 五、發明說明（1 ) [發明領域] 本發明為有關一種包括電場發光元件及薄膜電晶體之 電場發光顯示裝置。 [以往技術] 近年來使用電場發光（Electro Luminescence :以下稱 為「EL」。）凡件之EL顯示裝置作為替代crt或[CD之顯 不裝置廣受注目，而且對具有薄臈電晶體（Thin Him Transistor，以下稱為rTFT」。）作為驅動EL元件之開關 元件之EL·顯示裝置也有快速之研究開發。 第3圖表示一般之有機£匕顯示裝置之俯視圖。 如圖所示之有機EL顯示裝置包括··顯示畫素區域 2 00’係具有用以驅動顯示畫素之有機EL元件所需之第一 及第二TFT ’·以及周邊驅動電路區域25〇，係由驅動該顯 不畫素區域之TFT之垂直侧驅動電路1〇及水平侧驅動電 路2 0所構成而以一點虚線表示。 第4圖表示有機£31顯示裝置之一顯示畫素之俯視 圖’第5圖表示有機EL顯示裝置之一顯示畫素之等效電 路圖’第6圖⑷表示第4圖中沿著A-A線之剖視圖，苐6 圖（b)表示第4圖中沿著Β“β線之剖視圖。 如第4圖及第5圖所不，由閉極信號線⑴與淡極信 號線152所包圍之區域形成海+貪各 4〜珉顯不畫素。在兩信號線之交點 附近具有作為開關元件之第—Tprrim & 打々弟一 TFT 130 ’該TFT 130之源極 131s係兼作在後述之彳早杜裔々i % '、持電谷量電極154之間形成電容量 之電容量電極〗55之同時，介. J ^ 亦連接於用以驅動有機EL元 ϋ -----^ ------II ^i—1 — n--^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 441222 a? ~~~------g_7_____ 五、發明說明Ο ) 件之第二TFT 140之閘極142。第二TFT 140之源極141s 係連接於有機EL元件之陽極161，另一方之汲極i41d則 連接於用以驅動有機EL元件之驅動電源線1 5 3。 再者’在TFT之附近，電容量電極！ 54與閘極信號線 151並聯配置。此種保持電容量電極154係由鉻等材料構 成，在經過閘極絕緣臈112與連接於第一 TFT130之源極 131s之電容量電極155之間蓄積電荷而形成電容量β此種 保持電容量170係為了保持施加於第二TFt 140之閘極142 之電壓而設置。 茲首先說明開關用之TFT之第一 TFT 130。 如第6圖（a)所示，在由石英玻璃、無碱玻璃等材料構 成之絕緣性基板110上，具有由鉻（Cr)、鉬（Mo)等高融點 金屬構成之兼作為閘極電極132之閘極信號線151以及由 A1(鋁）構成之汲極信號152，並且配置有作為有機EL元件 之驅動電源而由A1(鋁）構成之驅動電源線153。 績之’依序形成閘極絕緣膜112，及多結晶矽（Poly-Silicon，以下稱為「p_Si」。）膜所構成之能動層131，該能 動層131設有所謂之淡摻雜汲極LDD(Lightly Doped Drain) 構造。亦即，在閘極1 3 2之兩側設置低濃度區域13 1LD， 在其外側設高濃度區域之源極1 3 1 s及汲極1 3 1 d。 並且，在閘極絕緣膜112、能動層131及阻障絕緣膜 114上之整面’設依序積層之Si〇2膜、SiN膜及Si〇2膜之 層間絕緣臈115’在對應於汲極I41d設置之接觸孔填充A1 等金屬以形成汲極116«再者，在整個面上設置例如由有 1 I--II Μ --------^------I--^ C請先閱讀背面之注意事項我填寫本頁) 本紙張尺度適用中國圏家標準（CNS〉A4規格（21〇 χ 297公釐） 2 311105 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（3 ) 機樹脂形成之使表面平坦化之平坦化絕緣膜丨丨7。 其次’說明作為有機EL元件之驅動用之TFT之第二 TFT140 。 如第6圖（b)所示’在由石英玻璃、無碱玻璃等材料製 成之絕緣性基板11 0上’設Cr、Mo等高融點金屬所製成 之閘極電極142 ’依序形成閘極絕緣膜〗12、以及由p_Si 膜形成之能動層141 ’在該能動層141，在閘極電極142 之上方設真性或實質上真性之頻道14ic，並且在該頻道 141 c之兩側，以兩側施予離子捧雜（jon d〇ping)之狀態設置 源極1 41 s及汲極1 41 d。 並且’在閘極絕緣膜112及能動層141之整面，依序 形成積層Si〇2膜、SiN膜及Si02膜之層間絕緣膜115，而 配置將對應於汲極141d而設置之接觸孔填充A1等金屬而 連接於驅動電源150之驅動電源線153«再者，整面形成 例如由有機樹脂形成而使表面平坦化之平坦化絕緣膜 117 ’在對應於該平坦化絕缘膜117之源極141 s之位置形 成接觸孔’經過該接觸孔將接觸於該源極141 s之 ITO(Indium Thin Oxide)所構成之透明電極亦即是有機el 元件之陽極1 6 1設置在平坦化絕緣膜11 7上。 有機EL元件160為由下列之各層依序積層而成之構 造’亦即是：由IT0等透明電極形成之陽極161、由 MTDATA(4,4-bis(3-methylphenylphenylamino)biphenyl)所 形成之第1電洞輸送層162、及TPDiW^trisp-methylphenylphenylamincOtriphenylanine)所形 成之第 2電 本紙張尺度適用中國國家標準（CI\S)A4規格（210 X 297公爱） 3Π105 ί裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 44 12 五、發明說明（4 ) --------------裝--- <請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 洞輸送層 163’含有 Quinacridone 介質之 Bebq2(10-benzo[li] quinolyl-beryinum錯體）組成之發光層164及Bebq2形成 之電子輸送層165組成之發光元件層166,以及由鎂•銦 合金形成之陰極167等依序積層而形成之構造。該陰極167 為設置在形成第4圖所示之有機EL顯示裝置之基板110 之全面’亦即紙面之全面。在第3圖中則在2點虚線所示 之區域之全面設置陰極167» 再者，有機EL元件為由陽極注入之電洞與由陰極注 入之電子在發光層之内部再結合，而將形成發光層之有機 分子激磁以產生激磁子。該激磁子放射而失去活性之過程 中由發光層放射光線，該光線即由陽極經過透明之絕緣基 板向外部放出而發光。 其次’說明有機EL顯示裝置之周邊驅動電路。 在周邊驅動電路區域形成第3 TFT，一方之垂直側駆動 電路10係由垂直側偏移暫存器（SR)ll與緩衝電路12所構 成’而另一方之水平側驅動電路20則由水平側偏移暫存器 (SR)21、緩衝器22及電源線開關23構成- , 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第7圖表示構成以往之水平側駆動電路之缓衝器之 TFT之俯視圖’第8圖表示沿著第7圖之a-A線之剖視圖。 如第7圖所示’緩衝器由反相器（inverter)4〇〇、500構 成。 依據第8圖說明緩衝器之各TFT之構造。 在石英玻璃、無碱玻璃等材料構成之絕緣性基板510 上，依序形成鉻（Cr)、鉬（Mo)等高融點金屬形成之閘極電 311105 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚〉 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _______B7______ 五、發明說明（5 ) 極5 Π、閘極絕緣膜5 1 2、以及由多結晶矽膜所形成之能動 層5Π。 在該能動層513，設置閘極511上之頻道515、516, 在該頻道515、516之兩侧，設置將頻道515、516上之阻 障層517作為罩膜而植入離子而形成之源極518、521及汲 極5 1 9、520。此時’圖中’右側之TFT為對於源極5 1 8 及汲極519植入磷（P)等雜質離子而成之η型頻道TFT，圖 中左側之TFT為對源極521及汲極520植入硼（B)等雜質 離子而成之p型頻道TFT。 並且’閘極絕緣膜512、能動層5〗3及阻障層517上 之全面，形成積層Si02膜、SiN膜及Si02膜之層間絕緣臈 522’對於對應於源極518、521及汲極519'520設置之接 觸孔填充A1等金屬形成源極523、525及汲極電路524。 此時，連接於汲極519、520之汲極電極524對η型頻道 TFT與ρ型頻道TFT成為共用者^再者於全面形成例如由 有機樹脂形成而使表面平坦化之平坦化絕緣膜526。 再者，在其上，全面設置如第6圖（b)所示之有機EL 顯示元件161之鎂•銦合金製成之陰極167。 如此形成由η型頻道TFT及p型頻道TFT所構成之反 相器500。另一方之反相器400亦具有相同之構造。 如前所述，可以獲得具有含有反相器400、5 00之水平 側驅動電路、垂直側驅動電路及顯示畫素之有機EL顯示 裝置。 [欲解決之問題] -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張又度適用中國闺家標準（CN；S)A4規掐297公釐 311105 A7 ^ 44122.- BT^_ 五、發明說明（6 ) 但是，如前所述在有機EL顯示裝置之周邊驅動電路 區域及顯示畫素區域之全面，設置有機EL元件161之陰 極167。因此，由於其陰極167在各TFT產生背景頻道。 在此，在第9圖表示n型及p型頻道TFT之Vg-Id特 性。圖中，虛線表示初期特性，實線表示由通電流使特性 變化之狀態。 如該围所示，在初期閘極電壓Vg為0V時η型及p型 頻道TFT均不流通漏電流’但在通電流時，由於施加於陰 極之電位’P型頻道TFT之特性向左方偏移，^型頻道TFT 之特性向右方偏移’兩者均在Vg=OV時流通漏電流》 尤其是’由於周邊驅動電路之TFT成為由p型頻道及 η型頻道所成之相輔構成，主要在施加高電壓時產生p型 頻道TFT之臨限值電壓之變動’再者主要施加低電壓之信 號時產生η型頻道TFT之臨限值電壓之變動，兩者均在閘 極電極Vg=0時流通電流，亦即流通貫穿電流^由於該變 動引起之貫穿電流之流通’引起增大消耗電流之缺點。 本發明乃為解決前述以往之缺點而作者，其目的在於 提供周邊驅動電路區域上不設置陰極而僅在顯示畫素區域 設置’由此獲得臨限值電壓穩定之TFT以抑制消耗電流之 使其不增大之EL顯示裝置》 [解決問題之手段] 本發明之EL顯示裝置為在絕緣性基板上具備：顯示 畫素區域’係具有由陰極、發光層及陽極所構成之電場發 光元件、以及對於該電場發光元件供給信號之第一電 ------.1--J-----裝！ — II 訂---------線 <請先閱讀背面之注意事項iv4寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 6 311105 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製

10 ' 30 垂直驅動電路 12、22 緩衝電路 100、110、510絕緣性基板 117、526平坦化絕緣膜 131、513能動層 140 第二 TFT A7 B7 五、發明說明（7 ) 晶體及第二薄膜電晶體；以及Ra _ 久周邊驅動電路區域，係在該 顯示畫素區域之周邊具有用以骢叙1a ^ ° 乂驅動剛述第一及第二薄膜電 晶艘之第二薄膜電晶體：而箭祕路丨 U ^連陰極係設置於前述顯示畫 素區域，而不設置於前述周邊驅動電路區域。 再者，前iEL Μ不裝置之前述陰極為在前述顯示畫 素區域共用而設置在全面’但在前述周邊堪動電路區域則 不設置該陰極之EL顯示袭置。 Ί.

[圖式簡單說明] 第1圖為本發明之EL顯示裝置之俯視圖β 第2圖為本發明之周邊驅動電路之一部分剖梘圖。 第3圖為以往之EL顯示裝置之俯視圖。 第4圖為EL顯示裝置之顯示畫素之俯視圖β 第5圖為EL顯示裝置之等效電路圖。 第6圖（a)至（b)為EL顯示裝置之剖視圖a 第7圖為以往之周邊驅動電路之緩衝電路之俯視圖。 第8圖為以往之周邊驅動電路之剖視圖。 第9圖為η型及p型頻道TFT之Vg-Id特性圖。 [符號說明] Π 垂直側偏移暫存器 21 水平侧偏移暫存器 112 閘極絕緣膜

130 第一TFT 132 > 142 ' 511閘極電極 141、517阻止層 本·紙張尺度適用中國國家標準 <Τ!Ντ3)Λ'1見格（210 X 297公g ) 311105 n n n n I n tjt I * 1— 1« 1 I a^i It ^OJ* n ( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 441222 A7 B7 五、 發明說明（8 ) 150 驅動電源 151 閘極信號線 152 汲極信號線 153 驅動電源線 154 保持電容量電極 155 電容量電極 160 有機EL元件 161 陽極 167 陰極 200 顯示畫素區域 250 周邊驅動電路區域 400 、 500 反相器 512 閘極絕緣膜 515 η型頻道 516 P型頻道 518 、 521 、523 、 525 源 519 、520 ' 524 汲極 522 層間絕緣膜 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [實施例] 以下說明本發明之EL顯示裝置。 第1圖表示有機EL顯示裝置之俯視圖。 首先依據第1圖說明本發明之EL顯示裝置採用有機 EL顯示裝置之情形。 本發明之EL顯示裝置之顯示畫素區域之各TFT之構 造第4圖中之第一TFT 130及第二TFT 140之構造相同’因 此省略其重覆之說明6 如第1圖所示，有機EL顯示裝置為，在絕緣性基板 100上，形成：周邊驅動電路250，係具有由第三TFT所 形成之水平側驅動電路20及垂直側驅動電路1〇 ;以及顯 示畫素區域200,係具有有機EL顯示裝置之顯示畫素。左 周邊驅動電路區域内形成第三TFT，一方之垂直側驅動電 路10係由垂直侧偏移暫存器（SR)ll及緩衝電路12構成， 而另一方之水平側驅動電路20則由水平側偏移暫存器 裝--------訂---------線'1. · (請先閱讀背面之注意事項异^寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

B 311105 經濟部智慧財產局員工湞費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（9 ) (SR)21、緩衝器22及電源線開關23構成。 在一方之顯示畫素區域係如第4圖所示，分別將閘極 信號線151、沒極信號線152、形成在該兩信號線ι51、ι52 之交點之第6圖（a)所示TFT、以及形成在第6圖（b)所示 TFT之有機EL元件以矩陣狀排列。 在該顯示畫素區域200之全面形成有機EL元件161 1之陰極167。 在此’說明另一方之一點虚線所示之周邊驅動電路區 域 250 〇 在周邊驅動電路區域250’如前所述，設置對於水平 驅動電路20、垂直驅動電路10、供给電源電壓等之輸入配 線2 4。 第2圖中表示第7圖所示周邊驅動電路中之反相器 5〇〇之剖視圖。

如該圖所示’由在絕緣性基板i丨0設置閘極電極5 J J 之構造至設置平坦化絕緣膜之構造與第8圖所示之構造而 省略其說明。 形成於平坦化絕緣膜526後，不形成顯示畫素區域2〇〇 之有機EL元件160之陰極167。 亦即’陰極167之形成為將能覆蓋顯示畫素區域2〇〇 以外之周邊驅動電路區域250之例如由金屬製成之軍 (mask)栽置於平坦化絕緣膜526上，將作為陰極ι67之材 料之鎮*銦合金在平坦化絕緣膜526上使用蒸著法堆積施 行。由於此，僅可以在周邊驅動電路區域25〇以外之示 本紙張尺度朝巾難家標準（CNS)A彳娜（2.10心7公笼） 311105 --------I----裝-------J訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 441 22 ^ at —------------- 五、發明說明（i〇 ) 畫素區域200形成陰極167» 如此，將陰極167僅形成於顯示畫素區域，可以抑制 具有η型及p型頻道TFT之反相器及時衝反相器卜比仏以 inverter)之通電流所引起之特性之變化。 於是，可以抑制臨限值電壓之變動，而可以抑制貫穿 電流之產生，而可以防止消耗電流之增大。 並且，在前述實施例中，說明閘極電極在能動層之下 方’亦即設置在基板側之所謂底部閘極型TFT之情形，但 本發明不限定於該形態’亦可以適用於閘極電極在能動層 之上側之所謂頂部閘極型TFT之情形，如此可以獲得底部 閘極型TFT之情形相同之效果。 再者，所謂周邊越動電路區域250係指具有構成供給 用以驅動顯不畫素區域2〇〇内之第一及第二之TFT130、 140所需之信號之水平媒動電路及垂直驅動電路2〇之 第三TF丁之區域者。 再者，有機EL元件之陰極167為作為對向於陽極ι61 之電極至少形成於顯示畫素區域200即可。亦即例如為可 以在平面上看將陰極167形成於水平驅動電路2〇與垂直驅 動電路30之間’只要是不形成於周邊驅動電路區域250 即可。最理想為如前所述僅形成於顯示畫素區域即 tfj* 〇 再者’對於形成有機EL元件之基板1〇〇供給信號所 吊之彳s號配線區24上可以存在有機EL元件之陰極167， 但為了減低信號配線上可能產生寄生電容量等不良影響最 --------------裝--- <请先閱讀背面之注意事項/4寫本頁) I5J· -線_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 10 311105 A7 -------------B7__ 五、發明說明（u ) 好不要有該陰極167之存在。 再者，在前述各實施例中，說明本發明適用於有機El 顯示裝置之情形’但本發明不限定於此，亦可以適用於 機EL顯示裝置’可以發揮與適用於有機EL顯示裝置之情 形相同之效果。 [發明效果] t 依據本發明時，可以獲得臨限值電壓穩定之TFT而抑 制消耗電流使其不增大之EL顯示裝置。 I i -------------^-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印絜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A】規格（210 x 297公釐） 11 311105

Claims (1)

1. , A8 ir 441212 i

   六、申請專利範圍 1，一種電場發光顯示裝置，其特徵為，在絕緣性基板上具 儀·顯示畫素區域，係具有由陰極、發光層及陽極而成 之電場發光元件’以及對於該電場發光元件供給信號之 第一薄瞑電晶體及第二薄膜電晶體；周邊驅動電路區 域’係在該顯示畫素區域之周邊具有用以驅動前述第一 及第二薄臈電晶體之第三薄膜電晶體；而前述陰極係設 置於前述顯示畫素區域，而不設置在前述戽邊驅動電路 區域。 2·如申請專利範圍第1項之電場發光顯示裝茛’前述陰極 係在前述顯示畫素區域為共用而設置於食面，但不叹置 於前述周邊驅動電路區域。