CN1722924A

CN1722924A - 电致发光显示器件

Info

Publication number: CN1722924A
Application number: CNA2005100837835A
Authority: CN
Inventors: 姜泰旭; 徐昌秀; 朴汶熙; 姜昊辰
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2025-06-17
Also published as: KR20050119891A; JP2006004912A; JP4208854B2; CN1722924B; US7335923B2; US20050280002A1; KR100615222B1

Abstract

一种电致发光显示器件，其包括位于基板上的薄膜晶体管层，位于薄膜晶体管层上的至少一个绝缘层；以及被设置在绝缘层之上的像素层，其包括第一电极层、第二电极层、以及具有至少一个介于第一电极层和第二电极层之间的发射层的中间层。像素层包括反射层，其与薄膜晶体管层的源极或漏极接触，并且被设置在第一电极层之下，并且反射层包括透孔，通过该透孔第一电极层与源极或漏极接触。

Description

电致发光显示器件

相关申请

本申请要求享有2004年6月17日提交的韩国专利申请No.10-2004-0045029的优先权，该申请在此整个引为参考。

发明背景

技术领域

本发明涉及一种电致发光显示器件，尤其涉及一种可以防止由于显示区域电压下降而导致亮度不均匀的电致发光显示器件。

背景阐述

最近，开发了多种平板显示器件以代替传统的阴极射线管(CRT)。平板显示器件可以是发射型或非发射型的。发射型，其不需要光源，包括平面CRT、等离子显示板器件、真空荧光显示器件、场发射显示器件、以及无机/有机电致发光显示器件；非发射型包括液晶显示器件，有机电致发光器件由于其是一种发射型器件，并且具有高效率和低能耗，吸引了大量的关注。

有机电致发光器件通过激子(exciton)产生的能量发射具有特定波长的光，该激子是通过阳极和阴极注入电子和空穴、并在有机薄膜中重新结合形成的。有机电致发光器件可以在低电压下工作，其既薄且轻，并可以具有宽的视角和快速响应时间。

有机电致发光显示器件的有机电致发光单元包括第一电极(阳极)，具有至少一层有机发光层(EML)的中间层，以及叠置在基板上的第二电极(阴极)。当电子和空穴重组形成激子时，有机EML发射光。电子和空穴可以被传输到有机EML以增强光发射效率。因此，中间层也可以包括介于阴极和有机EML之间的电子传输层(ETL)，以及介于阳极和有机EML之间的空穴传输层(HTL)。进一步，空穴注入层(HIL)可以介于阳极和HTL之间，电子注入层(EIL)可以介于阴极和ETL之间。

根据其驱动方式，可以将有机电致发光显示器件分为无源矩阵(PM)和有源矩阵(AM)型。在PM显示器件中，阳极和阴极分别简单地排列成行和列，从行驱动电路，将扫描信号顺序地提供到单个阴极。同样，通过列驱动电路，将数据信号提供到每个像素。另一方面，AM显示器件利用薄膜晶体管(TFT)控制输入到每个像素的信号。因此，AM器件由于可以处理大量信号而被广泛用于显示运动图像。

图1A是传统AM有机电致发光显示器件的平面图，图1B是沿图1A中I-I线的剖视图。

图1A中的AM有机电致发光显示器件具有预定显示区域20，其包括形成在透明基板11上的有机发光二极管(OLED)，以及密封构件(未示出)，例如金属盖，用于与密封组件80一起密封显示区域20。显示区域20含有多个包括OLED及薄膜晶体管(TFT)的像素。多条驱动线VDD31被设置在显示区域20中。驱动线31向显示区域20提供电能，并且通过驱动电源线32与终端区域70耦合，其中驱动电源线32可以设置在显示区域20的外面。

如图1B所示，TFT层10a，其用于向显示区域20中的电致发光单元施加电信号，可形成在基板11的表面上，并且像素层10c，其包括电致发光单元，可以形成在TFT层10a上。绝缘层10b介于TFT层10a和像素层10c之间。TFT层10a包括半导体有源层13，其可以形成在缓冲层12之上。栅绝缘层14形成在半导体有源层13及缓冲层120上，栅极15形成在栅绝缘层14上对应半导体有源层13的沟道区域的位置。中间绝缘层16可以形成在栅极15和栅绝缘层14上，并且源极和漏极17a和17b形成在中间绝缘层16之上。

在绝缘层10b上形成通孔(via hole)使TFT层10a和像素层10c电连接。图1C是图1B中“A”部分的放大剖视图。第一绝缘层18a形成在源极和漏极17a和17b上，第二绝缘层18b形成在第一绝缘层18a上，通孔18′a和18′b形成在绝缘层18a和18b中。

对于前置发射电致发光显示器件，在用于向中间层19c提供电信号的第一电极层19a之下形成反射层19b。第一电极层19a和反射层19b延伸至通孔18′a和18′b，并且与TFT层10a的漏极17b电连接。第二电极层40形成在显示区域之上。

在这里，第一电极层19a可以由透明导电氧化物，例如氧化铟锡(ITO)形成，其具有大的功函。反射层19b由Al或AlNd形成。然而，从漏极17b向设置在像素定义层19d的开口区域的中间层的电信号传输，可能受到由ITO形成的第一电极层19a和由AlNd形成的金属反射层19b之间的中间氧化层造成的电导率下降的不利影响。这将造成显示区域亮度降低或引起亮度不均匀，从而降低图像质量。

发明内容

本发明提供一种电致发光显示器件，其具有能够防止由于显示区域电压下降而引起亮度不均匀的结构。

本发明的其它特点将通过以下描述阐明，并且一部分可以从以下描述中明显得出，或可以通过本发明的实施方式进行了解。

本发明公开了一种电致发光显示器件，包括位于基板上的薄膜晶体管；位于薄膜晶体管上的至少一个绝缘层；以及像素层，其包括第一电极层，第二电极层，以及具有至少一个介于第一电极层和第二电极层之间的发射层的中间层，并且被设置在绝缘层之上。像素层也包括反射层，其与薄膜晶体管的源极或漏极接触，并且被设置在第一电极层之下。反射层包括透孔(through hole)，通过该透孔第一电极层与源极或漏极接触。

本发明还公开了一种制造电致发光显示器件的方法，包括在基板上形成薄膜晶体管层；在薄膜晶体管层上形成至少一个绝缘层，在至少一个绝缘层上形成通孔、用于暴露薄膜晶体管层的源极或漏极；形成反射层，其包括透孔并经过通孔与暴露的源极或漏极接触；以及形成像素层，其包括至少一个像素以及第一电极层、具有至少一个发射层的中间层、以及第二电极层。第一电极层形成在反射层上，并且第一电极层通过透孔与暴露的源极或漏极接触。

本发明还公开了一种电致发光显示器件，其包括多个位于显示区域的像素，以及在每个像素中的薄膜晶体管和光发射体。光发射体包括反射层和第一电极层。光发射体经过绝缘层中的通孔与薄膜晶体管的电极耦合，并且反射层和第一电极层与该电极接触。

需要明确的是，之前的概述和之后的详述都是对本发明的权利要求进行的示例和说明。

附图说明

提供附图作为说明书的一部分，用于进一步理解发明，附图示出了本发明的具体实施方式，并且与说明书描述一起对发明原理进行解释。

图1A是传统有机电致发光显示器件的平面图。

图1B是图1A中沿I-I线的剖视图。

图1C是图1B中“A”部分的放大剖视图。

图2A是根据本发明一实施例的有机电致发光显示器件的平面图。

图2B是图2A中“B”部分的放大平面图。

图2C是图2B中沿II-II线的剖视图。

图3A、图3B、图3C、图3D和图3E是根据本发明一实施例的有机电致发光显示器件的制造方法的剖视图。

图4A是与本发明实施例进行比较的有机电致发光显示器件的局部剖视图。

图4B、图4C和图4D是图4A各部分的剖视图。

图5A和图5B是根据本发明一实施例的薄膜晶体管的局部剖视图。

发明详述

图2A是根据本发明一实施例的有机电致发光显示器件的平面图。在全部附图中，相同的标号指代相同的元件。

参见图2A，有机电致发光显示器件包括位于基板110表面上的显示区域200，密封组件800，其与密封基板(未示出)以及沿显示区域200外围覆盖的密封构件一起密封显示区域200，以及终端区域700，其上设置了各个终端。可用多层的有机或无机密封层和/或金属层密封显示区域200。

驱动电源线300，其向显示区域200提供电源，可以设置在显示区域200和密封组件800之间。驱动电源线300可以排列成多种形式，将其形成为环绕显示区域200，则由于可以向整个显示区域均匀供电，可以改善显示区域200的亮度不均匀。

驱动电源线300与驱动线310耦合。驱动线310可以设置得穿过显示区域200，并且与设置在保护层180(参见图2C)之下的漏极170b耦合。

同样，垂直/水平驱动电路单元500和600被设置在显示区域200的外部。垂直电路单元500可以为扫描驱动电路单元，其向显示区域200施加扫描信号，水平驱动电路单元600可以为数据驱动电路单元，其向显示区域200施加数据信号。垂直/水平驱动电路单元500和600可以设置在密封区域外部，作为外部集成电路(IC)或玻璃上带有芯片(COG)的单元。

电极电源线410，其向显示区域200电极供电，可以设置在显示区域200的外部。电极电源线410可以经由形成在电极电源线410和第二电极层400之间的绝缘层上的通孔430、与形成在整个显示区域200表面上的第二电极层400电耦合。

驱动电源线300、电极电源线400、以及垂直/水平驱动电路单元500和600可以通过导线与终端区域700电耦合，终端区域700分别包括设置在密封区域之外的终端320、420、520和620。

现在参看图2B和图2C对显示区域200进行说明，其中为便于解释省略了密封基板和密封薄膜层。图2B示出了图2A中“B”指示的显示区域中的一个像素。该像素包括两个顶栅型薄膜晶体管和一个电容，但是本发明并不局限于此。

第一薄膜晶体管TFT1的栅极55从用于施加扫描信号的扫描线延伸以选择像素。当向扫描线施加电信号时，例如扫描信号，来自数据线的数据信号从第一薄膜晶体管TFT1的源极57a经过半导体有源层53，传至漏极57b。

漏极57b的伸出部分57c可以与电容的第一电极58a的一端耦合，该电容的第一电极58a的另一端可以形成第二薄膜晶体管TFT2的栅极150，该第二薄膜晶体管为驱动薄膜晶体管。电容的第二电极58b可以与驱动线310a耦合。

图2C是图2B中沿II-II线的剖视图。II-II线的a-e部分是驱动薄膜晶体管TFTdr的剖视图，e-f部分是像素开口部分190的剖视图，g-h部分是驱动线310a的剖视图。

参见图2C，在基板110的表面上形成TFT层R_T、用于保护TFT层R_T或使之平坦化的绝缘层179、和像素层Rp，从TFT层R_T向其传送电信号。像素层Rp包括第一电极层191，第二电极层400和具有至少一个发射层的中间层194，中间层194介于第一电极层191和第二电极层400之间。

现在参照用于描述根据本发明实施例的有机电致发光显示器件的制造方法的图3A、图3B、图3C、图3D和图3E，对结构进行详细说明。

首先，如图3A所示，在基板110上设置具有用于向像素层施加电信号的第二薄膜晶体管TFT2的TFT层R_T。

在缓冲层120上，形成第二薄膜晶体管TFT2的半导体有源层130，缓冲层120形成在基板110的表面上。半导体有源层130可以是无定形硅层或多晶硅层。虽然图中没有详细描绘，但半导体有源层130包括掺入N型杂质或P型杂质的源漏区和沟道区。半导体有源层130可以由多种材料形成，例如，有机半导体。

在半导体有源层130和缓冲层120上形成栅绝缘层140，第二薄膜晶体管TFT2的栅极150设置在栅绝缘层140的表面上。考虑到其与相邻层的粘合、叠层的平坦性、以及处理性能，栅极150可以由例如MoW和Al/Cu材料制成。

中间层160，其可以为一层或多层绝缘层，形成在栅极150和栅绝缘层140上。然后，第二薄膜晶体管TFT2的源/漏极170a和170b形成在中间层160上。源/漏极170a和170b可以由MoW或Al(即MoW构成的单层或Mo/Al构成的多层)中至少一种制成。随后对源/漏极170a和170b进行热处理，使之与半导体有源层130一起形成平滑欧姆接触。

参见图3B和图3C，在源/漏极170a和170b上形成至少一层绝缘层179。绝缘层179包括钝化层180，其保护形成在其之下的TFT层，并且/或者包括平滑层181，用于平滑下侧的TFT层。例如，钝化层180可以由无机材料制成，如SiNx和SiO2，平滑层181可以由有机材料制成，如苯并环丁烯(BCB)或丙烯酰(aeryl)。

形成绝缘层179之后，在绝缘层179中形成通孔180a和181a，通孔耦合随后形成的第一电极层191并耦合源/漏极170a和170b中的一个。在图3B和图3C中，绝缘层179包括钝化层180和平滑层181，通孔180a和181a分别在钝化层180和平滑层181形成之后形成。特别的，如图3B所示，可以利用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)将无机材料，例如SiNx，形成在源/漏极170a和170b和中间层160之上。在形成钝化层180之后，在钝化层180中形成第一通孔180a，以至少暴露漏极170b的一部分。然后，如图3C所示，感光材料，例如丙烯，可以涂覆在包括第一通孔180a的钝化层180的整个表面，并且随后可以利用照相制版法形成第二通孔181a。

然后，如图3D所示，在包括第二通孔181a的平滑层181的表面上形成反射层192。反射层192可以由高反射材料制成，例如 Al或AlNd。在基板的整个表面沉积反射材料之后，可以对反射层192按预定图案构图。然后在反射层192的表面上形成第一电极层191。

反射层192包括形成在第二通孔181a的下表面的伸出部分192a，以及形成在伸出部分192a周围的透孔192b。因此，第一电极层191延伸至第二通孔181a的下表面，并且通过反射层192中的透孔192b直接与漏极170b接触。可以选择反射层192中所形成的透孔192b的大小，以防止接触电阻的增大。尤其是，在第一电极层191和漏极170b之间的接触面积Ap可以大于反射层192的伸出部分192a和漏极170b之间的接触面积Ae。同样，虽然图3D所示的透孔192b为圆形，其也可以具有各种形状。

如图3E所示，在形成第一电极层191之后，在第一电极层191至少一部分上、形成像素定义层193，从而至少第一电极层191的一部分可以形成像素开口190，在第一电极层191的暴露表面上，可以形成包括有机发光层的中间层194。然后，通过在显示区域200上形成第二电极层400，可形成如图2A和图2C所示的有机电致发光显示器件。

具有有机发光层的中间层194可以由低分子量的或聚合物有机膜制成。如果由低分子量的有机膜制成，中间层194则可以为单层结构，或是由空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发射层、电子传输层(ETL)、以及电子注入层(EIL)叠置形成的多层结构。可用于形成中间层194的有机材料包括：例如，铜酞菁(CuPc)，N，N’-双(萘-1-基)-N，N’-二苯基-二氨基联苯(NPB)，以及3-8-羟基喹啉铝(Alq3)。低分子量的有机膜例如可以用蒸发法制得。

如果中间层194由聚合物有机膜制得，则其结构中可包括HTL和发射层。在这种情况下，HTL可以例如由PEDOT制成，并且EML例如可以由聚-亚苯基乙烯基(PPV)和聚芴制成。聚合物有机膜可通过多种方法形成，包括丝网印刷法或喷墨印刷法。

第二电极层400(阴极)可沉积在显示区域中基板的整个表面，但是并不局限于此。根据发射类型，第二电极层400可以由例如Al/Ca、ITO和Mg-Ag等制成，其可以为单层或多层，或者可以进一步包括碱金属或碱土金属的氟化物层，例如LiF层。

<实施例>

在沉积厚度为5000埃的源/漏极并构图之后，利用PECVD法在源/漏极上形成厚度为1000埃的SiNx钝化层，并且在钝化层中形成第一通孔以暴露出漏极的一部分。采用丙烯在钝化层上形成平滑层之后，利用照相制版法形成第二通孔。通过溅射形成AlNd制成的厚度为1000埃的反射层，并进行构图。

<比较例1(与本发明进行比较)>

图4A、图4B和图4C是与本发明进行比较的比较例。

在图4A中，AlNd反射层192’上的透孔形成在通孔181’a的外部，钝化层180’和平滑层181’形成在漏极170’b的表面上。第一通孔180’a和第二通孔181’a分别形成在钝化层180’和平滑层181’上。

图4B是图4A中部分C的放大剖视图，该部分是采用干蚀刻法对反射层192’进行构图时透孔的外侧部分，图4C是图4B中部分C’的放大剖视图。采用干蚀刻法对反射层192’进行构图形成透孔192’b。在这种情况下，对于在随后通过沿透孔192’b的内侧对平滑层181’进行过蚀刻，并且/或者通过产生悬突现象，即在反射层192’和平滑层181’之间形成凹陷部分182’，形成的较薄的第一电极层，不能确保足够的阶越涂层。因此，施加到第一电极层的电信号可能与设定值不同，因此，最终显示区域出现亮度不均匀或者相应的像素亮度降低。

图4D是图4A中部分D的放大剖视图，该部分示出了采用湿蚀刻法对图4A’中的反射层192’进行构图时的通孔181’a的下表面。这里，当浸蚀用湿蚀刻法在通孔181’a下表面暴露的漏极170’b，在通孔181’a的侧面上形成绝缘层时，在平滑层181’的下部生成倒凹槽183’。当第一电极层在随后的步骤中形成在具有通孔181’a的反射层192’的表面上时，可能会通过第一电极层上的开口部分引起亮度不均匀或降低相应像素的亮度。

<实施例2(本发明)>

根据本发明的实施例，反射层192的伸出部分192a由Al-Nd制成，其被构图为伸向第二通孔181a的下表面。图5A是采用湿蚀刻法对反射层进行构图后形成的通孔的下表面的局部剖视图，图5B是采用干蚀刻法对反射层进行构图后形成的通孔的下表面的剖视图。

这里，虽然图中没有示出，当随后通过将反射层192延伸到通孔181a的下表面的至少一部分、在反射层192的表面形成第一电极层时，可以防止由于在开始形成通孔181’a的位置的阶越差别所造成的第一电极层的开口或损伤。

同样，如图5A和图5B所示，第一电极层191，其在随后形成，通过在通孔181a的下表面插入反射层192的伸出部分192a，即使在通孔181a的附近，也可以确保足够的阶越涂层。而且，通过使在构图期间造成的漏极170b的损伤最小化，以及通过防止在平滑层上形成倒凹槽，可以防止在第一电极层191一部分上的开口。其中，平滑层是形成在通孔181a侧面的绝缘层。因此，通过确保足够的阶越涂层以及防止在第一电极层形成开口区域，可以防止亮度下降或者不均匀。

本发明并不局限于上述实施例。例如，虽然本发明的实施例是针对有机电致发光显示器件的，但本发明也可以应用于无机电致发光显示器件。

根据本发明的实施例，其具有以下优势。

第一，在包括反射层的电致发光显示器件中，将第一电极层和源/漏极直接相连可以减少当将TFT层耦合到像素层时发生的电压下降，从而改善显示区域的亮度。

第二，通过延伸反射层至通孔的下部，无论采用何种方式对反射层进行构图，都可以防止在通孔内侧附近产生严重的阶越区别和/或倒凹槽。因此，可以防止由于形成在反射层表面上的第一电极层的中断而导致的像素缺陷或亮度降低。

对本领域技术人员而言，在不脱离本发明精神和范围的条件下进行不同的修正和改变是显而易见的。因此，本发明覆盖了权利要求及其等同内容的全部修正和改变。

Claims

1.一种电致发光显示器件，包括：

位于基板上的薄膜晶体管层；

位于薄膜晶体管层上的至少一个绝缘层；以及

像素层，其包括第一电极层、第二电极层、以及具有至少一个介于第一电极层和第二电极层之间的发射层的中间层，并且其被设置在绝缘层之上，

其中，像素层进一步包括反射层，其与薄膜晶体管层的源极或漏极接触，并且被设置在第一电极层之下，并且

其中反射层包括透孔，通过该透孔第一电极层与源极或漏极接触。

2.根据权利要求1所述的电致发光显示器件，其中第一电极层与源极或漏极之间的接触面积大于反射层与源极或漏极之间的接触面积。

3.根据权利要求1所述的电致发光显示器件，其中源极和漏极至少含有Mo或Al之一。

4.一种制造电致发光显示器件的方法，包括：

在基板上形成薄膜晶体管层；

在薄膜晶体管层上形成至少一个绝缘层；

在至少一个绝缘层上形成通孔，用于暴露薄膜晶体管层的源极或漏极；

形成反射层，其包括透孔并经过通孔与暴露的源极或漏极接触；以及

形成像素层，其包括至少一个像素以及第一电极层、具有至少一个发射层的中间层、以及第二电极层，

其中，第一电极层形成在反射层上，并且第一电极层通过透孔与暴露的源极或漏极接触。

5.根据权利要求4所述的方法，其中形成透孔从而第一电极层与暴露的源极或漏极之间的接触面积大于反射层与暴露的源极或漏极之间的接触面积。

6.根据权利要求4所述的方法，其中形成反射层包括：

沉积一种材料用于形成反射层；以及

对该材料进行构图以形成反射层，其中采用蚀刻法进行构图。

7.根据权利要求4所述的方法，其中形成薄膜晶体管层包括形成至少含有Al或Mo之一的源极和漏极。

8.一种电致发光显示器件，包括：

多个位于显示区域的像素；以及

在像素中的薄膜晶体管和光发射体，光发射体包括反射层和第一电极层；

其中，光发射体经过绝缘层中的通孔与薄膜晶体管的电极耦合，

并且，反射层和第一电极层与该电极接触。

9.根据权利要求8所述的电致发光显示器件，其中反射层通过通孔与电极接触，并且第一电极层通过反射层中的透孔与电极接触。

10.根据权利要求9所述的电致发光显示器件，其中第一电极层与电极之间的接触面积大于反射层与电极间的接触面积。

11.根据权利要求9所述的电致发光显示器件，其中在通孔的下表面，通孔和透孔为圆形。

12.根据权利要求10所述的电致发光显示器件，其中光发射体进一步包括形成在第一电极层上并具有至少一个发射层的中间层，以及形成在发射层上的第二电极层。

13.根据权利要求1所述的电致发光显示器件，其中绝缘层包括暴露源极或漏极的通孔，并且其中通孔的尺寸大于透孔的尺寸。

14.根据权利要求4所述的方法，其中通孔的尺寸大于透孔的尺寸。

15.根据权利要求8所述的电致发光显示器件，其中通孔的尺寸大于透孔的尺寸。