CN1455631A - 有源矩阵有机电致发光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种有机电致发光装置。包括：基板，位于基板上的栅极线，位于基板上的数据线，其中数据线穿过栅极线，与栅极线和数据线连接的开关元件，与开关元件连接的多个驱动元件，上述多个驱动元件中的每一个相互并联连接，和与每个驱动元件连接的有机电致发光二极管。

Description

有源矩阵有机电致发光装置及其制造方法
本发明要求享有2002年5月3日在韩国提交的韩国专利申请No.P2002-024553的权益，在此引用其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光装置，更具体地涉及一种包括非晶硅薄膜晶体管的有源矩阵有机电致发光装置及其制造方法。
背景技术
通常，有机电致发光装置(ELD)通过向发射层发射来自阴极的电子和来自阳极的空穴，将这些电子和空穴组合，产生激励性电子-空穴对，并且将激发性电子-空穴对从受激态转换为基态实现发光。与液晶显示(LCD)装置相反，由于激发性电子-空穴对在两种状态之间的转换导致发光，有机ELD不需要额外的光源用来发光。因此能够减小有机ELD的体积和重量。有机ELD具有例如低功耗、高亮度和响应时间短等其他突出的特征。由于这些特征，有机ELD被认为是下一代电子消费产品，例如便携式电话、汽车导航系统(CNSs)、个人数字助理(PDAs)、可携式摄像机和掌上电脑等的最有前途的候选产品。另外，由于制造有机ELD是只需要几个制造步骤的简单工艺，因此制造有机ELD比LCD装置更便宜。
存在两种不同类型的有机ELD：无源矩阵型和有源矩阵型。虽然无源矩阵型有机ELD和有源矩阵型有机ELD都具有简单的结构并且可以通过简单的制造工艺形成，但无源矩阵型有机ELD需要相对较高的功率用于工作。另外，无源矩阵型有机ELD的显示尺寸受到其结构的限制。另外，随着电线数量的增大，无源矩阵型有机ELD的孔径比减小。与之相对比，有源矩阵型有机ELD具有高效率并且能够以相对低的功耗为大尺寸显示提供高质量的图像。
图1是根据现有技术的有机ELD的剖面图。在图1中，包括薄膜晶体管(TFT)“T”的阵列元件14形成在第一基板12上。第一电极16、有机电致发光层18和第二电极20形成在阵列元件14上。有机电致发光层18相对于每个象素区域可以分别显示红色、绿色和蓝色。通常，采用单独的有机材料用于每个象素区域中的有机电致发光层发出单独颜色的光。通过利用密封剂26将第一基板12和第二基板28固定使得有机ELD密封在腔中，其包括潮气吸收材料22。潮气吸收材料22除去有可能穿透有机电致发光层18的腔内的潮气和氧气。在蚀刻部分第二基板28之后，利用潮气吸收材料22填充蚀刻部分，并且通过保持元件25固定填充进来的潮气吸收材料。
图2是根据现有技术的有机电致发光装置的等效电路图。在图2中，栅极线14横穿数据线16，并且开关元件“TS”与栅极线14和数据线16在栅极线14与数据线16的交接点处连接。驱动元件“TD”与开关元件“TS”和有机电致发光二极管“DEL”电连接。存储电容“CST”形成在驱动元件“TD”的驱动栅极20和驱动漏极之间，并且有机电致发光二极管“DEL”与电源线22连接。
当栅极线14的扫描信号作用给开关元件“TS”的开关栅极18时，数据线16的图像信号通过开关元件“TS”作用给驱动元件“TD”的驱动栅极20。通过作用给驱动栅极20图像信号调节驱动元件“TD”的电流密度。结果，有机电致发光二极管“DEL”能够以灰度等级显示图像。另外，由于存储在存储电容“CST”中的图像信号作用给驱动栅极20，即使开关元件“TS”关闭，流入到有机电致发光二极管“DEL”中的电流密度也能够保持均匀直到作用下一个图像信号。开关元件“TS”和驱动元件“TD”可以由多晶硅TFT或非晶硅TFT形成。非晶硅TFT的制造工艺比多晶硅TFT的工艺更简单。多晶硅TFT应当具有较大的宽度长度比(W/L比)用来驱动有机电致发光二极管“DEL”。随着非晶硅TFT的W/L比变得更大，流过非晶硅TFT的电流密度增大。高电流密度可能导致非晶硅TFT由于压力而退化，从而不利地改变非晶硅TFT的导电特征。另外，当直流(DC)偏压连续地作用给有机电致发光装置中的驱动元件“TD”时，非晶硅TFT的导电特征中的变化恶化。结果，非晶硅TFT的显示质量变差并且可能导致残留图像的显示。另外，驱动元件“TD”有时可能由于增大的电流密度引起的压力而击穿。当驱动元件“TD”由一个TFT组成时，击穿的TFT将会引起点缺陷。
发明内容
因此，本发明意在一种有机电致发光装置及其制造方法，其基本上解决了由于现有技术的局限和缺点而存在的一个或多个问题。
本发明的一个目的在于提供一种有机电致发光装置及其制造方法，在该装置中的多个驱动元件彼此并联连接
本发明的另一个目的在于提供一种具有高显示质量的有源矩阵有机电致发光装置及其制造方法。
下面的说明书中将会提出本发明的其他特征和优点并且一部分会在本说明书中清楚，或者可以通过本发明的实践学习到。通过在书面的说明书、权利要求书以及所附附图中具体指出的结构将会实现和获得本发明的目的和其他优点。
为了实现这些和其它优点并且根据本发明的目的，如具体表达和概括描述的，一种有机电致发光装置，包括：基板；位于基板上的栅极线；位于基板上的数据线；其中数据线穿过栅极线；与栅极线和数据线连接的开关元件；与开关元件连接的多个驱动元件，上述多个驱动元件中的每一个相互并联连接；和与每个驱动元件连接的有机电致发光二极管。
另一方面，一种制造有机电致发光装置的方法，包括以下步骤：在基板上形成栅极线；形成与栅极线连接的开关元件；形成与该开关元件连接的多个驱动元件，上述多个驱动元件中的每一个相互并联连接；形成数据线，该数据线横穿栅极线并且与开关元件连接；和形成与每个驱动元件连接的有机电致发光二极管。
另一方面，一种有机电致发光装置的驱动系统，包括：栅极；位于栅极上的多个有源层(active layer)；位于每个有源层上的源极，源极包括具有突起部分和凹入部分的不均匀形状，使得突起部分重叠在栅极上而凹入部分不重叠在栅极上；和与源极相隔开的漏极；其中源极和漏极相对于栅极对称。
另一方面，一种有机电致发光装置的驱动元件，包括：栅极；位于栅极上的有源层；位于有源层上的源极，该源极包括具有突起部分和凹入部分的不均匀形状，使得突起部分重叠在栅极上而凹入部分不重叠在栅极上；和与源极相隔开的漏极；其中源极和漏极相对于栅极对称。
下面的说明书中将会提出本发明的其他特征和优点并且一部分会在本说明书中清楚，或者可以通过本发明的实践学习到。通过在书面的说明书、权利要求书以及所附附图中具体指出的结构将会实现和获得本发明的目的和其他优点。
附图说明
结合所附附图解释本发明的实施例并且与说明书一起来解释本发明的原理，这些附图总结来进一步地理解发明并且合并在其中和构成本说明书的一部分。在这些附图中：
图1是根据现有技术的有机电致发光装置的剖面图；
图2是根据现有技术的有机电致发光装置的等效电路图；
图3是根据本发明的有机电致发光装置的一个示例的等效电路图；
图4是根据本发明的有机电致发光装置的驱动元件的一个示例的平面图；
图5是根据本发明的有机电致发光装置的驱动元件的另一个示例的平面图；和
图6是根据本发明的有机电致发光装置的另一个示例的等效电路图。
具体实施方式
现在将对本发明的图解的实施例给予详细的解释，结合所附附图图解其中的一个例子。
图3是根据本发明的有机电致发光装置的一个示例的等效电路图。在图3中，栅极线102和数据线104在基板100上彼此交叉，并且开关元件“TS”设在栅极线102和数据线104的交叉点处。开关元件“TS”与驱动元件“TD”电连接。驱动元件“TD”包括彼此相互并联连接的多个薄膜晶体管(TFTS)“T1”至“TN”。多个TFTS“T1”至“TN”中的每一个的源极109与有机电致发光二极管“DEL”的第一电极连接，而有机电致发光二极管“DEL”的第二电极与电源线106电连接。存储电容“CST”与多个TFTS“T1”至“TN”的驱动栅极108和驱动漏极110电连接。
图4是根据本发明的有机电致发光装置的驱动元件的一个示例的平面图。在图4中，驱动元件“TD”可以包括多个TFTS。例如，驱动元件“TD”可以包括五个TFTS，“T1”至“T5”。栅极108形成在基板上，并且多个有源层112形成在栅极108上。多个有源层112中的每一个与相邻的有源层112通过间隙“b”彼此物理地和电学地分开，有源层的总数决定了TFTS的总数。源极109和漏极110形成在每个有源层112上。每个源极109和每个漏极110彼此物理地分开并且相对于栅极108对称。另外，每个源极109和每个漏极110具有包括突起部分“X”和凹入部分“V”的不均匀形状。对应于每个有源层112的凸起部分“X”重叠在栅极108上。与之相反，对应于相邻有源层112之间的每个间隔的凹入部分“V”不重叠在栅极108上。因此，突起部分“X”可以起到每个TFT的源极109和漏极110的作用。随着驱动元件“TD”电流密度的增大，由高电流密度引起的压力可以穿过用来构成驱动元件“TD”的多个TFTS分布。结果，在工作过程中驱动元件“TD”的特征基本上保持一致。
由于多个有源层112彼此分开，相邻的凸起部分“X”之间的间隙“c”包括相邻的有源层112之间的间隙“b”。因此，随着TFTS的总数的增加，由驱动元件“TD”占据的面积相对于相邻有源层112之间的每个间隙“b”的尺寸成比例地增加。另外，由于每个源极109和漏极110在多个有源层112的边缘之间具有台阶，蚀刻溶液基于毛细管作用能够渗透到源极109和漏极110的凹入部分“V”中。由于蚀刻溶液渗透到凹入部分“V”中，能够在源极109和漏极110之间形成开口。
图5是根据本发明的有机电致发光装置的驱动元件的另一个示例的平面图。在图5中，有源层112形成在栅极108上，源极109和漏极110形成在有源层112上。源极109和漏极110彼此物理地分开并且相对于栅极108对称。源极109和漏极110各自具有包括突起部分“X”和凹入部分“V”的不均匀形状，其中凸起部分“X”重叠在栅极108上，而凹入部分“V”不重叠在栅极108上。驱动元件“TD”可以包括多个TFTS。例如，驱动元件“TD”可以包括五个TFTS，“T1”至“T5”。多个TFTS形成在源极109与漏极110的突起部分“X”之间。因此，由于有源层112是成一体的，驱动元件“TD”需要较少的面积。另外，由于源极109和漏极110具有更少的台阶，可以降低源极109和漏极110之间的开口的电压。另外，随着驱动元件“TD”电流密度的增大，由高电流密度引起的压力可以穿过用来构成驱动元件“TD”的多个TFTS分布。结果，在工作过程中驱动元件“TD”的特征基本上保持一致。
存储电容“CST”(图3中)与驱动栅极108和驱动漏极110电连接。当驱动元件“TD”具有图5中所示的结构时，漏极110的凸起部分“X”覆盖栅极108。由于栅极108的覆盖部分和突起部分“X”起到存储电容的作用，不需要额外的存储电容。
图6是根据本发明的有机电致发光装置的另一个示例的等效电路图。与图3中示例的电路图相对比，在图6中，存储电容可以不包括在驱动元件“TD”的驱动栅极108和驱动漏极110之间。
利用非晶硅薄膜晶体管作为开关和驱动元件的有机电致发光装置包括多个薄膜晶体管作为驱动元件。由于多个薄膜晶体管彼此并联连接，由高电流密度引起的压力分布在多个薄膜晶体管之间，因此，在工作过程中多个薄膜晶体管的特征基本上保持一致。结果，能够获得高的显示质量。
对于本领域技术人员来讲，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明的有机电致发光装置及其制造方法可以做出各种变形和改进。因此，本发明要求覆盖本发明的这些改进和变形，只要它们位于所附权利要求及其等价物的范围内。

Claims (18)

1.一种有机电致发光装置，包括：
基板；
位于基板上的栅极线；
位于基板上的数据线，其中数据线穿过栅极线；
与栅极线和数据线连接的开关元件；
与开关元件连接的多个驱动元件，上述多个驱动元件中的每一个相互并联连接；和
与每个驱动元件连接的有机电致发光二极管。
2.根据权利要求1的装置，其中多个驱动元件包括非晶硅薄膜晶体管。
3.根据权利要求2的装置，进一步包括与多个驱动元件并联连接的存储电容。
4.根据权利要求3的装置，其中开关元件包括非晶硅薄膜晶体管。
5.根据权利要求1的装置，进一步包括与数据线并联的电源线并且与每个驱动元件电连接。
6.一种制造有机电致发光装置的方法，包括以下步骤：
在基板上形成栅极线；
形成与栅极线连接的开关元件；
形成与该开关元件连接的多个驱动元件，上述多个驱动元件中的每一个相互并联连接；
形成数据线，数据线横穿栅极线并且与开关元件连接；和
形成与每个驱动元件连接的有机电致发光二极管。
7.根据权利要求6的方法，其中多个驱动元件包括非晶硅薄膜晶体管。
8.根据权利要求7的方法，进一步包括形成与多个驱动元件并联连接的存储电容的步骤。
9.根据权利要求8的方法，其中开关元件包括非晶硅薄膜晶体管。
10.根据权利要求6的方法，进一步包括形成与数据线并联并且与每个驱动元件电连接的电源线的步骤。
11.一种有机电致发光装置的驱动系统，包括：
栅极；
位于栅极上的多个有源层；
位于每个有源层上的源极，源极包括具有突起部分和凹入部分的不均匀形状，使得突起部分重叠在栅极上而凹入部分不重叠在栅极上；和
与源极相间隔的漏极；
其中源极和漏极相对于栅极对称。
12.根据权利要求11的驱动系统，其中多个有源层包括非晶硅。
13.根据权利要求11的驱动系统，其中突起部分重叠在每个有源层上。
14.根据权利要求11的驱动系统，其中多个有源层中的每一个与相邻的有源层物理地分开。
15.根据权利要求14的驱动系统，其中凹入部分重叠在位于相邻的有源层之间的间隙上。
16.一种有机电致发光装置的驱动元件，包括：
栅极；
位于栅极上的有源层；
位于有源层上的源极，该源极包括具有突起部分和凹入部分的不均匀形状，使得突起部分重叠在栅极上而凹入部分不重叠在栅极上；和
与源极相间隔的漏极；
其中源极和漏极相对于栅极对称。
17.根据权利要求16的驱动元件，其中有源层包括非晶硅。
18.根据权利要求16的驱动元件，其中突起部分重叠在有源层上。
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