CN106571382B - 有机发光二极管显示器 - Google Patents
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Abstract
公开了一种有机发光二极管显示器。一方面,所述显示器包括:基底,具有被构造为弯曲或折叠的柔性部分;半导体,设置在基底的上方;栅极绝缘层,设置在半导体的上方并具有开口。所述显示器也包括设置在栅极绝缘层上方的层间绝缘层,层间绝缘层的一部分设置在开口内。所述显示器还包括设置在栅极绝缘层与层间绝缘层之间并在OLED显示器的深度尺寸上与半导体叠置的栅电极。源电极和漏电极设置在层间绝缘层的上方并连接到半导体。
Description
本申请要求于2015年10月8日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0141626号韩国专利申请的优先权和权益,该申请的所有内容通过引用包含于此。
技术领域
所描述的技术总体涉及一种有机发光二极管显示器。
背景技术
OLED显示器中的每个有机发光二极管(OLED)包括两个电极和***的有机发射层。从一个电极注入的电子和从另一个电极注入的空穴在有机发射层中彼此结合以产生激子,激子发射能量以发光。
这样的OLED显示器包括像素的矩阵,每个像素包括自发射OLED。每个像素电路包括用于驱动OLED的多个晶体管和至少一个存储电容器。一组薄膜晶体管(TFT)通常至少包括开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管。
每个薄膜晶体管包括栅电极、半导体、源电极和漏电极,绝缘层可以设置在半导体与源电极和漏电极之间。在此情况下,绝缘层可以包括接触孔以连接半导体与源电极和漏电极。当弯曲或折叠OLED显示器时,接触孔的周围易受外部应力影响,使得绝缘层会受损。
在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对所描述技术的背景的理解,因此,它可以包含不构成对于本领域普通技术人员来说在本国已知的现有技术的信息。
发明内容
一个发明方面涉及一种在弯曲或折叠时可以防止元件损坏的OLED显示器。
根据示例性实施例,另一个方面是一种包括弯曲或折叠的柔性部分的OLED显示器,所述OLED显示器包括:基底;半导体,设置在基底上;栅极绝缘层,设置在半导体上并包括暴露半导体的至少一部分的开口;层间绝缘层,设置在栅极绝缘层上并位于开口内;栅电极,设置在栅极绝缘层与层间绝缘层之间并与半导体叠置;以及源电极和漏电极,设置在层间绝缘层上并连接到半导体。
层间绝缘层可以由有机绝缘材料制成。
栅极绝缘层可以包括有机绝缘材料或无机绝缘材料。
层间绝缘层可以包括暴露半导体的至少一部分的接触孔,接触孔设置在开口内,同时源电极和漏电极可以通过接触孔连接到半导体。
层间绝缘层可以在接触孔内具有锥形剖面形状。
层间绝缘层在接触孔内的锥角可以大于30度且小于80度。
源电极和漏电极可以不与栅极绝缘层直接接触。
包括半导体、栅极绝缘层、层间绝缘层、栅电极、源电极和漏电极的薄膜晶体管可以设置在柔性部分上。
OLED显示器可以包括显示区和非显示区,显示器包括多个像素,非显示区包括产生信号并将信号传输到像素以驱动像素的驱动器,像素或驱动器可以包括由半导体、栅极绝缘层、层间绝缘层、栅电极、源电极和漏电极制成的薄膜晶体管。
栅极绝缘层可以包括:第一栅极绝缘层,设置在半导体上;以及第二栅极绝缘层,设置在第一栅极绝缘层上。
栅电极可以设置在第一栅极绝缘层与第二栅极绝缘层之间。
OLED显示器还可以包括:第一电容器电极,设置在第一栅极绝缘层与第二栅极绝缘层之间;以及第二电容器电极,设置在第二栅极绝缘层上并与第一电容器电极叠置。
开口可以包括:第一开口,形成在第一栅极绝缘层中;以及第二开口,形成在第二栅极绝缘层中。
第二开口的尺寸可以大于第一开口的尺寸。
层间绝缘层可以包括暴露半导体的至少一部分的接触孔,接触孔设置在开口内,源电极和漏电极可以通过接触孔连接到半导体。
层间绝缘层可以在接触孔内具有台阶级差的剖面形状。
开口可以暴露半导体的上表面的至少一部分和半导体的整个侧表面。
栅极绝缘层可以与栅电极具有基本相同的图案。
栅极绝缘层可以包括:第一栅极绝缘层,设置在半导体上;以及第二栅极绝缘层,设置在第一栅极绝缘层上。
栅电极可以设置在第一栅极绝缘层与层间绝缘层之间。
OLED显示器还可以包括:第一电容器电极,设置在第一栅极绝缘层与第二栅极绝缘层之间;以及第二电容器电极,设置在第二栅极绝缘层上并与第一电容器电极叠置。
第一栅极绝缘层可以与栅电极和第二电容器电极具有基本相同的图案。
第二栅极绝缘层可以与第二电容器电极具有基本相同的图案。
层间绝缘层可以包括暴露半导体的至少一部分的接触孔,接触孔设置在开口内,源电极和漏电极可以通过接触孔连接到半导体。
层间绝缘层可以在接触孔内具有台阶级差的剖面形状。
另一个方面是有机发光二极管(OLED)显示器,所述OLED显示器包括:基底,具有被构造为弯曲或折叠的柔性部分;半导体,设置在基底的上方;栅极绝缘层,设置在半导体的上方并具有开口;层间绝缘层,设置在栅极绝缘层的上方,其中,层间绝缘层的一部分设置在开口内;栅电极,设置在栅极绝缘层与层间绝缘层之间并在OLED显示器的深度尺寸上与半导体叠置;以及源电极和漏电极,设置在层间绝缘层的上方并连接到半导体。
在上面的OLED显示器中,层间绝缘层包括有机绝缘材料。
在上面的OLED显示器中,栅极绝缘层包括有机绝缘材料或无机绝缘材料。
在上面的OLED显示器中,层间绝缘层具有设置在开口内的接触孔,其中,源电极和漏电极通过接触孔连接到半导体。
在上面的OLED显示器中,接触孔具有锥形形状。
在上面的OLED显示器中,层间绝缘层具有相对于彼此形成锥角的顶表面和侧壁,其中,锥角大于大约30度且小于大约80度。
在上面的OLED显示器中,源电极和漏电极不直接接触栅极绝缘层。
在上面的OLED显示器中,半导体、栅极绝缘层、层间绝缘层、栅电极、源电极和漏电极形成设置在柔性部分上方的薄膜晶体管(TFT)。
上面的OLED显示器还包括显示区和非显示区,显示区包括多个像素,非显示区包括被构造为产生并传输信号以驱动像素的驱动器,其中,驱动器或像素中的每个包括包含半导体、栅极绝缘层、层间绝缘层、栅电极、源电极和漏电极的薄膜晶体管。
在上面的OLED显示器中,栅极绝缘层包括:第一栅极绝缘层,设置在半导体的上方;以及第二栅极绝缘层,设置在第一栅极绝缘层的上方。
在上面的OLED显示器中,栅电极设置在第一栅极绝缘层与第二栅极绝缘层之间。
上面的OLED显示器还包括:第一电容器电极,设置在第一栅极绝缘层与第二栅极绝缘层之间;以及第二电容器电极,设置在第二栅极绝缘层的上方并在OLED显示器的深度尺寸上与第一电容器电极叠置。
在上面的OLED显示器中,开口包括:第一开口,形成在第一栅极绝缘层中;以及第二开口,形成在第二栅极绝缘层中。
在上面的OLED显示器中,第二开口大于第一开口。
在上面的OLED显示器中,层间绝缘层包括设置在开口内的接触孔,其中,源电极和漏电极通过接触孔连接到半导体。
在上面的OLED显示器中,层间绝缘层在接触孔内具有台阶形状。
在上面的OLED显示器中,开口暴露半导体的上表面的至少一部分和半导体的整个侧表面。
在上面的OLED显示器中,栅极绝缘层与栅电极具有基本相同的形状。
在上面的OLED显示器中,栅极绝缘层包括:第一栅极绝缘层,设置在半导体的上方;以及第二栅极绝缘层,设置在第一栅极绝缘层的上方。
在上面的OLED显示器中,栅电极设置在第一栅极绝缘层与层间绝缘层之间。
上面的OLED显示器还包括:第一电容器电极,设置在第一栅极绝缘层与第二栅极绝缘层之间;以及第二电容器电极,设置在第二栅极绝缘层的上方并在OLED显示器的深度尺寸上与第一电容器电极叠置。
在上面的OLED显示器中,第一栅极绝缘层与栅电极和第二电容器电极具有基本相同的形状。
在上面的OLED显示器中,第二栅极绝缘层与第二电容器电极具有基本相同的形状。
在上面的OLED显示器中,层间绝缘层具有设置在开口内的接触孔,其中,源电极和漏电极通过接触孔连接到半导体。
在上面的OLED显示器中,层间绝缘层在接触孔内具有台阶形状。
另一个方面是有机发光二极管(OLED)显示器,所述OLED显示器包括:柔性基底;半导体,形成在基底的上方并在半导体的相对端处具有多个掺杂区;栅极绝缘层,形成在半导体的上方;层间绝缘层,形成在栅极绝缘层的上方;以及源电极和漏电极,形成在层间绝缘层的上方,其中,层间绝缘层经由形成在栅极绝缘层中的多个开口接触掺杂区,其中,源电极和漏电极分别经由形成在层间绝缘层中的多个接触孔接触掺杂区。
在上面的OLED显示器中,每个接触孔具有作为距半导体的距离的函数而增加的宽度。
在上面的OLED显示器中,每个开口具有作为距半导体的距离的函数而增加的宽度。
根据公开的实施例中的至少一个,层间绝缘层设置在栅极绝缘层的开口内以防止弯曲或折叠OLED显示器时使绝缘层受损。
附图说明
图1和图2是示出根据示例性实施例的OLED显示器的示意性视图。
图3是示出根据示例性实施例的OLED显示器的剖视图。
图4是示出根据示例性实施例的OLED显示器的剖视图。
图5是示出根据示例性实施例的OLED显示器的剖视图。
图6是示出根据示例性实施例的OLED显示器的剖视图。
图7是示出根据示例性实施例的OLED显示器的剖视图。
图8是示出根据示例性实施例的OLED显示器的剖视图。
图9是根据示例性实施例的OLED显示器的一个像素的等效电路图。
图10是根据示例性实施例的OLED显示器的一个像素的布局视图。
图11是沿图10的线XI-XI截取的剖视图。
图12是根据示例性实施例的OLED显示器的一个像素的等效电路图。
图13是根据示例性实施例的OLED显示器的多个晶体管和电容器的示意性布局视图。
图14是图13的详细的布局视图。
图15是图14的OLED显示器沿线XV-XV截取的剖视图。
图16是图14的OLED显示器沿线XVI-XVI截取的剖视图。
具体实施方式
将在下文中参照附图更加充分地描述所描述的技术,其中,示例性实施例在附图中示出。如本领域技术人员将认识到的是,在都不脱离所描述的技术的精神或范围的情况下,所描述的实施例可以以各种不同的方式进行修改。
在附图中,为了清楚,夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中,同样的附图标记表示同样的元件。将理解的是,当诸如层、膜、区域或基底的元件被称作“在”另一元件“上”时,该元件可以直接在所述另一元件上或者也可以存在中间元件。相反,当元件被称作“直接在”另一元件“上”时,不存在中间元件。在本公开中,术语“基本上”包括完全、几乎完全或者在一些应用下以及根据本领域技术人员的至任何显著程度的含义。另外,“形成在、设置在或位于……上方”也可以是“形成在、设置在或位于……上”的含义。术语“连接”包括电连接。
图1和图2是示出根据示例性实施例的OLED显示器的示意性视图。
首先,如图1中所示,OLED显示器10包括显示区DA和设置在显示区DA的两个边缘上的非显示区NA。
显示区DA包括多个像素(未示出),每个像素显示预定的亮度和颜色,从而显示图像。非显示区NA包括产生数据信号到每个像素的驱动器(未示出)。驱动器可以包括将栅极信号传输到每个像素的栅极驱动器和传输数据信号的数据驱动器两者。这些驱动器可以与像素形成在同一基底上。另外,在驱动器形成在单独的电路板上之后,驱动器可以是可粘附到形成有像素的基底的类型。
由于非显示区NA不是显示图像的区域,因此非显示区NA通常设置在显示区DA的一个或两个边缘上或者设置为围绕显示区DA。然而,所描述的技术不限于此,非显示区NA的位置可以被各种布置。
OLED显示器10可以相对于作为基准线RL的显示区DA和非显示区NA的边界而弯曲。即,相对于显示区DA设置在右边和左边的非显示区NA可以向后弯曲。因此,会在设置在显示区DA和非显示区NA的边界(即,基准线RL)上的部分的元件上产生预定应力。
接着,如图2中所示,OLED显示器10可以相对于设置在OLED显示器的中心上的作为基准线RL的横向线而弯曲。即,相对于基准线RL向上设置的部分可以向下弯曲。在此情况下,会在设置在基准线RL上的部分的元件上产生预定应力。
接着,将参照图3来描述根据示例性实施例的OLED显示器10的一部分。
图3是根据示例性实施例的OLED显示器的剖视图。图3示出根据示例性实施例的OLED显示器的一个薄膜晶体管,图3中示出的薄膜晶体管可以是驱动薄膜晶体管或开关薄膜晶体管等。为了方便起见,省略了像素电极、有机发射层和共电极等。
如图3中所示,OLED显示器包括基底110、设置在基底110上的半导体130、设置在半导体130上的栅极绝缘层140、设置在栅极绝缘层140上的栅电极150、设置在栅电极150上的层间绝缘层160以及设置在层间绝缘层160上的源电极170a和漏电极170b。
基底110可以由能够被弯曲或折叠的材料形成,例如,塑料和玻璃等。
缓冲层120还可以形成在基底110上,在此情况下,半导体130可以设置在缓冲层120上。缓冲层120可以包括氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)。
半导体130包括沟道掺杂的沟道131以及设置在沟道131的两侧处并接触掺杂的接触掺杂区132和133。栅电极150与沟道131的一部分叠置,接触掺杂区132和133包括源区132和漏区133。
栅极绝缘层140由诸如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)的无机绝缘材料形成。栅极绝缘层140包括暴露半导体130的至少一部分的开口145和146。开口145和146暴露半导体130的接触掺杂区132和133。
层间绝缘层160由有机绝缘材料形成。层间绝缘层160设置在栅电极150和栅极绝缘层140上,并且也设置在栅极绝缘层140的开口145和146内。即,栅极绝缘层140的侧表面和层间绝缘层160在开口145和146内彼此接触。栅电极150设置在栅极绝缘层140与层间绝缘层160之间。
层间绝缘层160包括暴露半导体130的上表面的至少一部分的接触孔165和166。接触孔165和166暴露半导体130的接触掺杂区132和133。
接触孔165和166设置在开口145和146内。在此情况下,形成接触孔165和166的部分的层间绝缘层160的内壁表面不与形成开口145和146的部分的栅极绝缘层140的内壁表面接触。形成接触孔165和166的部分的层间绝缘层160的内壁表面设置在形成开口145和146的部分的栅极绝缘层140的内部而不是设置在其内壁表面上。开口145和146的尺寸大于接触孔165和166的尺寸。例如,开口145和146以及接触孔165和166可以形成为基本是圆形的,开口145和146的直径d1可以大于接触孔165和166的直径d2。开口145和146以及接触孔165和166的形状不局限于圆形,它们可以由各种形状形成。例如,开口145和146以及接触孔165和166可以形成为诸如四边形的多边形。在此情况下,开口145和146的一侧的长度可以大于接触孔165和166的一侧的长度。另外,开口145和146的平面上的面积可以大于接触孔165和166的平面上的面积。开口145和146的平面形状与接触孔165和166的平面形状相似,仅尺寸可以不同。然而,所描述的技术不限于此,开口145和146的平面形状可以与接触孔165和166的平面形状不同。例如,开口145和146的平面形状可以是四边形,接触孔165和166的平面形状可以形成为设置在该四边形内的圆形。另外,开口145和146的平面形状可以被制成圆形,接触孔165和166的平面形状可以形成为设置在该圆形内的四边形。
源电极170a和漏电极170b通过接触孔165和166连接到半导体130。源电极170a连接到半导体130的源区132,漏电极170b连接到半导体130的漏区133。在此情况下,源电极170a和漏电极170b在接触孔165和166的内壁中与层间绝缘层160接触。源电极170a和漏电极170b不与栅极绝缘层140接触。
与无机材料相比,有机材料具有更高的缓冲力,源电极170a和漏电极170b不与由无机材料形成的栅极绝缘层140直接接触,而与由有机材料形成的层间绝缘层160接触,从而相对增加缓冲力。如上面描述的,OLED显示器可以被弯曲或折叠,在此情况下,接触孔165和166的周围会易受应力影响。在本示例性实施例中,栅极绝缘层140的开口145和146的内部填充有由有机绝缘材料形成的层间绝缘层160以增加缓冲力,从而防止由于弯曲或折叠而导致的损坏。
层间绝缘层160可以在接触孔165和166内具有锥形剖面形状。然而,所描述的技术不限于此,层间绝缘层160可以在接触孔165和166内具有竖直剖面形状。
当层间绝缘层160在接触孔165和166内具有锥形剖面形状时,层间绝缘层160的锥角θ可以被制成为大约30度至大约80度。另外,层间绝缘层160的锥角θ可以被制成为大约40度至大约70度。另外,层间绝缘层160的锥角θ可以被制成为大约50度至大约60度。上面的范围可以在高质量沉积与高开口率之间提供最佳平衡。然而,根据实施例,锥角θ可以被制成小于大约30度或大于大约90度。
如果层间绝缘层160的锥角θ过大,则当在层间绝缘层160上沉积其它层时,沉积会发生在接触孔165和166内的侧表面上。可以在层间绝缘层160上形成诸如源电极170a和漏电极170b的布线,这些布线会在接触孔165和166内断开。
如果层间绝缘层160的锥角θ小,则接触孔165和166的下面的直径与上面的直径之间差增加。如果在一致地维持接触孔165和166的下面的直径的同时层间绝缘层160的锥角θ减小,则接触孔165和166的尺寸增加。在此情况下,在高分辨率的OLED显示器中,接触孔165和166的尺寸是大的使得开口率减小。如果在一致地维持接触孔165和166的上面的直径的同时层间绝缘层160的锥角θ减小,则源电极170a和漏电极170b与半导体130的接触面积减小。在此情况下,会产生源电极170a和漏电极170b与半导体130之间的连接缺陷。
层间绝缘层160可以由光敏型和干蚀刻型制成。光敏型的层间绝缘层包括有机绝缘材料和光反应材料。光敏型的层间绝缘层可以通过光刻工艺来图案化。干蚀刻型的层间绝缘层包括有机绝缘材料,且不包括光反应材料。干蚀刻型的层间绝缘层可以通过光刻工艺和蚀刻工艺来图案化。
在通常的工艺中,光敏型的层间绝缘层具有大于大约30度且小于大约40度的锥角θ,干蚀刻型的层间绝缘层具有大于大约70度且小于大约80度的锥角θ。为了提供以上描述的范围的层间绝缘层的优选的锥角,需要将光敏型的层间绝缘层设计成进一步增大锥角并且将干蚀刻型的层间绝缘层设计成进一步减小锥角。
在根据示例性实施例的一个OLED显示器中,通过适当地控制层间绝缘层的锥角,可以解决诸如断开缺陷和开口率减小的问题。
半导体130、栅极绝缘层140、栅电极150、层间绝缘层160、源电极170a和漏电极170b形成一个薄膜晶体管(TFT)。
根据示例性实施例的OLED显示器包括被弯曲或折叠的柔性部分。例如,图1和图2中示出的基准线RL及其***可以与柔性部分对应。上面描述的薄膜晶体管仅形成在柔性部分中,不同结构的薄膜晶体管可以形成在其它部分中。例如,在除了柔性部分之外的其它部分中,栅极绝缘层的开口可以与层间绝缘层的接触孔匹配,源电极和漏电极也可以与栅极绝缘层接触。
然而,所描述的技术不限于此,上面描述的薄膜晶体管可以形成在OLED显示器的整个区域上和柔性部分上。
在根据示例性实施例的OLED显示器中,如上面描述的,显示区包括像素,非显示区包括驱动器。上面描述的薄膜晶体管可以形成在多个像素中,并可以形成在驱动器中。另外,上面描述的薄膜晶体管可以形成在像素和驱动器两者中。
接着,将参照图4来描述根据示例性实施例的OLED显示器。
图4中示出的根据示例性实施例的OLED显示器与图3中示出的根据示例性实施例的OLED显示器几乎相同,从而省略其描述。在本示例性实施例中,与上面的示例性实施例不同,栅极绝缘层由两个层制成,将在下面对其进行描述。
图4是示出根据示例性实施例的OLED显示器的剖视图。图4示出根据示例性实施例的OLED显示器的一个薄膜晶体管,图4中示出的薄膜晶体管可以是驱动薄膜晶体管或开关薄膜晶体管等。为了方便起见,省略了像素电极、有机发射层和共电极等。
如图4中所示,根据示例性实施例的OLED显示器包括基底110、设置在基底110上的半导体130、设置在半导体130上的第一栅极绝缘层141、设置在第一栅极绝缘层141上的栅电极150、设置在栅电极150上的第二栅极绝缘层142、设置在第二栅极绝缘层142上的层间绝缘层160以及设置在层间绝缘层160上的源电极170a和漏电极170b。
第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142由诸如氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiOx)的无机绝缘材料形成。第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142包括暴露半导体130的上表面的至少一部分的开口145和146。开口145和146暴露半导体130的接触掺杂区132和133。
栅电极150设置在第一栅极绝缘层141与第二栅极绝缘层142之间。
层间绝缘层160由有机绝缘材料形成。层间绝缘层160设置在第二栅极绝缘层142上,并且也设置在第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142的开口145和146内。即,第一栅极绝缘层141的侧表面和层间绝缘层160在开口145和146内接触。层间绝缘层160与第一栅极绝缘层141的侧表面接触,而不与第一栅极绝缘层141的上表面直接接触。另外,第二栅极绝缘层142的侧表面和层间绝缘层160在开口145和146内接触。
层间绝缘层160包括暴露半导体130的上表面的至少一部分的接触孔165和166。接触孔165和166暴露半导体130的接触掺杂区132和133。
接触孔165和166设置在开口145和146内。形成接触孔165和166的部分的层间绝缘层160的内壁表面设置在形成开口145和146的部分的第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142的内部而不是设置在其内壁表面上。开口145和146的尺寸大于接触孔165和166的尺寸。
源电极170a和漏电极170b通过接触孔165和166连接到半导体130。源电极170a连接到半导体130的源区132,漏电极170b连接到半导体130的漏区133。在此情况下,源电极170a和漏电极170b与接触孔165和166的内壁上的层间绝缘层160接触。源电极170a和漏电极170b不与第一栅极绝缘层141或第二栅极绝缘层142接触。
与无机材料相比,有机材料具有更高的缓冲力,源电极170a和漏电极170b不与由无机材料形成的第一栅极绝缘层141或第二栅极绝缘层142直接接触,而与由有机材料形成的层间绝缘层160接触,从而相对增加缓冲力。如上面描述的,OLED显示器可以被弯曲或折叠,在此情况下,接触孔165和166的***易受到应力影响。在本示例性实施例中,第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142的开口145和146的内部填充有由有机绝缘材料形成的层间绝缘层160以增加缓冲力,从而防止由于弯曲或折叠而导致的损坏。
层间绝缘层160可以在接触孔165和166内具有锥形剖面形状。在此情况下,层间绝缘层160的锥角可以在大于大约30度且小于大约80度或大于大约50度且小于大约60度的范围内。
根据示例性实施例的OLED显示器还可以包括设置在第一栅极绝缘层141与第二栅极绝缘层142之间的第一电容器电极159a和设置在第二栅极绝缘层142上的第二电容器电极159b。
第一电容器电极159a和第二电容器电极159b可以彼此叠置。第二栅极绝缘层142设置在第一电容器电极159a与第二电容器电极159b之间。即,两个电极159a和159b经由位于其间的由绝缘材料形成的第二栅极绝缘层142而彼此叠置,从而形成电容器。在此情况下,第二栅极绝缘层142用作介电材料。
接着,将参照图5来描述根据示例性实施例的OLED显示器。
图5中示出的根据示例性实施例的OLED显示器与图4中示出的根据示例性实施例的OLED显示器几乎相同,从而省略其描述。在本示例性实施例中,第一栅极绝缘层和第二栅极绝缘层的开口的尺寸与先前的示例性实施例不同,将对其进行详细地描述。
图5是示出根据示例性实施例的OLED显示器的剖视图。图5示出根据示例性实施例的OLED显示器的一个薄膜晶体管,图5中示出的薄膜晶体管可以是驱动薄膜晶体管或开关薄膜晶体管等。为了方便起见,省略了像素电极、有机发射层和共电极等。
如图5中所示,根据示例性实施例的OLED显示器包括基底110、设置在基底110上的半导体130、设置在半导体130上的第一栅极绝缘层141、设置在第一栅极绝缘层141上的栅电极150、设置在栅电极150上的第二栅极绝缘层142、设置在第二栅极绝缘层142上的层间绝缘层160以及设置在层间绝缘层160上的源电极170a和漏电极170b。
第一栅极绝缘层141具有暴露半导体130的上表面的至少一部分的第一开口145a和146a。第一开口145a和146a暴露半导体130的接触掺杂区132和133。
第二栅极绝缘层142具有暴露半导体130的上表面的至少一部分的第二开口145b和146b。第二开口145b和146b暴露半导体130的接触掺杂区132和133。
第二开口145b和146b的尺寸大于第一开口145a和146a的尺寸。因此,台阶级差(stepped level difference)形成在第一栅极绝缘层141与第二栅极绝缘层142之间。
层间绝缘层160由有机绝缘材料形成。层间绝缘层160设置在第二栅极绝缘层142上,并且也设置在第一栅极绝缘层141的第一开口145a和146a内以及第二栅极绝缘层142的第二开口145b和146b内。即,第一栅极绝缘层141的侧表面和层间绝缘层160在第一开口145a和146a内接触。另外,第二栅极绝缘层142的侧表面和层间绝缘层160在第二开口145b和146b内接触。在本示例性实施例中,由于台阶形成在第一栅极绝缘层141与第二栅极绝缘层142之间,因此,层间绝缘层160与第一栅极绝缘层141的位于第一开口145a和146a的***上的上表面直接接触。即,层间绝缘层160与第一栅极绝缘层141的位于第二开口145b和146b内的上表面直接接触。另外,第二栅极绝缘层142的侧表面在第二开口145b和146b内与层间绝缘层160接触。
层间绝缘层160具有暴露半导体130的上表面的至少一部分的接触孔165和166。接触孔165和166暴露半导体130的接触掺杂区132和133。
接触孔165和166设置在第一开口145a和146a以及第二开口145b和146b内。层间绝缘层160在接触孔165和166内具有台阶级差的剖面形状。在接触孔165和166被第一开口145a和146a围绕的部分上,层间绝缘层160的内壁表面设置在第一栅极绝缘层141的内部而不是设置在其内壁表面上。在接触孔165和166被第一开口145a和146a围绕的部分上,第一开口145a和146a的尺寸大于接触孔165和166的尺寸。在接触孔165和166被第二开口145b和146b围绕的部分上,层间绝缘层160的内壁表面设置在第二栅极绝缘层142的内部而不是设置在其内壁表面上。在接触孔165和166被第二开口145b和146b围绕的部分上,第二开口145b和146b的尺寸大于接触孔165和166的尺寸。
在本示例性实施例的情况下,与图3中示出的示例性实施例相比,由于栅极绝缘层由两个层制成,因此,层间绝缘层160的厚度是厚的。因此,在层间绝缘层160中形成接触孔165和166的工艺中,层间绝缘层160的图案化深度可以相对深,在一些实施例中,不易形成层间绝缘层160的所述锥角。在本示例性实施例中,层间绝缘层160在接触孔165和166内具有台阶级差的剖面形状,层间绝缘层160可以具有与锥形剖面形状相似的形状。台阶级差可以通过在使层间绝缘层160图案化的工艺中使用半色调掩模或狭缝掩模来形成。
源电极170a和漏电极170b通过接触孔165和166连接到半导体130。源电极170a和漏电极170b在接触孔165和166的内壁上与层间绝缘层160接触,而不与第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142接触。因此,通过使用由有机绝缘材料形成的层间绝缘层160来填充第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142的开口145和146的内部,缓冲力增加,从而可以防止由于弯曲或折叠而导致的损坏。
接着,将参照图6描述根据示例性实施例的OLED显示器。
图6中示出的根据示例性实施例的OLED显示器与图3中示出的根据示例性实施例的OLED显示器几乎相同,从而省略其描述。在本示例性实施例中,与先前的示例性实施例不同,栅极绝缘层与栅电极具有基本相同的图案。
图6是示出根据示例性实施例的OLED显示器的剖视图。图6示出根据示例性实施例的OLED显示器的一个薄膜晶体管,图6中示出的薄膜晶体管可以是驱动薄膜晶体管或开关薄膜晶体管等。为了方便起见,省略了像素电极、有机发射层和共电极等。
如图6中所示,根据示例性实施例的OLED显示器包括基底110、设置在基底110上的半导体130、设置在半导体130上的栅极绝缘层140、设置在栅极绝缘层140上的栅电极150、设置在栅电极150上的层间绝缘层160以及设置在层间绝缘层160上的源电极170a和漏电极170b。
栅极绝缘层140具有暴露半导体130的上表面的至少一部分和半导体130的整个侧表面SS的开口145和146。开口145和146暴露半导体130的接触掺杂区132和133。在先前的示例性实施例中,开口145和146暴露半导体130的上表面的至少一部分,而不暴露半导体130的侧表面SS,并且栅极绝缘层140覆盖半导体130的侧表面SS。然而,在示例性实施例中,开口145和146形成为暴露半导体130的侧表面SS,并且栅极绝缘层140不覆盖半导体130的侧表面SS。另外,开口145和146甚至形成为暴露缓冲层120的上表面。因此,在本示例性实施例中,缓冲层120不与栅极绝缘层140接触,而与层间绝缘层160接触。
栅电极150设置在栅极绝缘层140上。开口145和146可以通过使用栅电极150作为掩模使栅极绝缘层140图案化来形成。因此,栅极绝缘层140与栅电极150具有基本相同的图案。
层间绝缘层160设置在栅电极150上,并且也设置在栅极绝缘层140的开口145和146内。层间绝缘层160在开口145和146内与栅极绝缘层140的侧表面接触,而不与栅极绝缘层140的上表面接触。层间绝缘层160也直接形成在缓冲层120上。
层间绝缘层160具有暴露半导体130的上表面的至少一部分的接触孔165和166。接触孔165和166设置在开口145和146内,开口145和146的尺寸大于接触孔165和166的尺寸。
源电极170a和漏电极170b通过接触孔165和166连接到半导体130,源电极170a和漏电极170b在接触孔165和166的内壁上与层间绝缘层160接触。因此,由于栅极绝缘层140的开口145和146的内部填充有由有机绝缘材料形成的层间绝缘层160,因此缓冲力增加,从而可以防止由于弯曲或折叠而导致的损坏。
接着,将参照图7描述根据示例性实施例的OLED显示器。
图7中示出的根据示例性实施例的OLED显示器与图6中示出的根据示例性实施例的OLED显示器几乎相同,从而省略其描述。在本示例性实施例中,与先前的示例性实施例不同,栅极绝缘层由两个层制成,将对其进行详细地描述。
图7是示出根据示例性实施例的OLED显示器的剖视图。图7示出根据示例性实施例的OLED显示器的一个薄膜晶体管,图7中示出的薄膜晶体管可以是驱动薄膜晶体管或开关薄膜晶体管等。为了方便起见,省略了像素电极、有机发射层和共电极等。
如图7中所示,根据示例性实施例的OLED显示器包括基底110、设置在基底110上的半导体130、设置在半导体130上的第一栅极绝缘层141、设置在第一栅极绝缘层141上的栅电极150、设置在栅电极150上的层间绝缘层160以及设置在层间绝缘层160上的源电极170a和漏电极170b。
另外,根据示例性实施例的OLED显示器还可以包括设置在第一栅极绝缘层141上的第一电容器电极159a、设置在第一电容器电极159a上的第二栅极绝缘层142和设置在第二栅极绝缘层142上的第二电容器电极159b。
第一栅极绝缘层141具有暴露半导体130的上表面的至少一部分的第一开口145a和146a。第一开口145a和146a暴露半导体130的接触掺杂区132和133。
栅电极150和第一电容器电极159a设置在第一栅极绝缘层141上。第二栅极绝缘层142设置在第一电容器电极159a与第二电容器电极159b之间,而不形成在栅电极150上。栅电极150设置在第一栅极绝缘层141与层间绝缘层160之间。
第二栅极绝缘层142具有暴露半导体130的上表面的至少一部分的第二开口146b。第二开口146b具有与第一开口145a和146a的图案相似的图案。然而,与第一开口145a和146a不同,第二开口146b暴露栅电极150的上表面。另外,第一开口145a和146a以及第二开口146b暴露缓冲层120的一部分。
通过使用栅电极150和第二电容器电极159b作为掩模使第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142图案化,可以形成第一开口145a和146a以及第二开口146b。因此,第一栅极绝缘层141与栅电极150和第二电容器电极159b具有基本相同的图案。第一电容器电极159a和第二电容器电极159b具有基本相同的图案,使得第一栅极绝缘层141与栅电极150和第一电容器电极159a具有基本相同的图案。另外,第二栅极绝缘层142与第二电容器电极159b具有基本相同的图案。
层间绝缘层160设置在栅电极150和第二电容器电极159b上,并且也设置在第一栅极绝缘层141的第一开口145a和146a以及第二栅极绝缘层142的第二开口146b内。层间绝缘层160在第一开口145a和146a内与第一栅极绝缘层141的侧表面接触,而不与第一栅极绝缘层141的上表面接触。层间绝缘层160在第二开口146b内与第二栅极绝缘层142的侧表面接触,而不与第二栅极绝缘层142的上表面接触。层间绝缘层160直接形成在缓冲层120上。
层间绝缘层160具有暴露半导体130的上表面的至少一部分的接触孔165和166。接触孔165和166设置在第一开口145a和146a内,第一开口145a和146a的尺寸大于接触孔165和166的尺寸。
源电极170a和漏电极170b通过接触孔165和166连接到半导体130,源电极170a和漏电极170b在接触孔165和166的内壁上与层间绝缘层160接触。因此,由于由有机绝缘材料形成的层间绝缘层160填充第一栅极绝缘层141的第一开口145a和146a以及第二栅极绝缘层142的第二开口146b,因此,缓冲力增加,从而防止由于弯曲或折叠而导致的损坏。
接着,将参照图8描述根据示例性实施例的OLED显示器。
图8中示出的根据示例性实施例的OLED显示器与图7中示出的根据示例性实施例的OLED显示器几乎相同,从而省略其描述。在本示例性实施例中,与先前的示例性实施例不同,层间绝缘层具有台阶级差,将对其进行详细地描述。
图8是示出根据示例性实施例的OLED显示器的剖视图。图8示出根据示例性实施例的OLED显示器的一个薄膜晶体管,图8中示出的薄膜晶体管可以是驱动薄膜晶体管或开关薄膜晶体管等。为了方便起见,省略了像素电极、有机发射层和共电极等。
如图8中所示,根据示例性实施例的OLED显示器包括基底110、设置在基底110上的半导体130、设置在半导体130上的第一栅极绝缘层141、设置在第一栅极绝缘层141上的栅电极150、设置在栅电极150上的层间绝缘层160以及设置在层间绝缘层160上的源电极170a和漏电极170b。
由于栅极绝缘层由两个层制成,因此层间绝缘层160是厚的。为了在层间绝缘层160中稳定地形成接触孔165和166,层间绝缘层160可以在接触孔165和166内具有台阶级差的剖面形状。台阶级差可以通过在使层间绝缘层160图案化的工艺中使用半色调掩模或狭缝掩模来形成。
接着,将描述包括上面描述的各种结构的薄膜晶体管的OLED显示器的示例性实施例。
首先,将参照图9至图11描述根据示例性实施例的OLED显示器。图9至图11的每个薄膜晶体管具有图3的薄膜晶体管的结构,然而,所描述的技术不限于此,可以包括其它薄膜晶体管的结构。例如,可以代替图6的薄膜晶体管的结构。
图9是根据示例性实施例的OLED显示器的一个像素的等效电路图。
如图9中所示,根据示例性实施例的OLED显示器的一个像素PX包括多条信号线121、171和172、连接到多条信号线的多个晶体管T1和T2、存储电容器Cst以及OLED。
晶体管T1和T2包括开关晶体管T1和驱动晶体管T2。
信号线121、171和172包括传输扫描信号Sn的多条扫描线121、与扫描线121交叉并传输数据信号Dm的多条数据线171和传输驱动电压ELVDD并与数据线171几乎平行的多条驱动电压线172。
开关晶体管T1具有控制端子、输入端子和输出端子。开关晶体管T1的控制端子连接到扫描线121,输入端子连接到数据线171,输出端子连接到驱动晶体管T2。开关晶体管T1响应于施加到扫描线121的扫描信号而将施加到数据线171的数据信号传输到驱动晶体管T2。
驱动薄膜晶体管T2也包括控制端子、输入端子和输出端子。驱动晶体管T2的控制端子连接到开关晶体管T1,输入端子连接到驱动电压线172,输出端子连接到OLED。驱动晶体管T2使其大小根据施加在控制端子与输出端子之间的电压而改变的输出电流Id流出。
存储电容器Cst连接在驱动晶体管T2的控制端子与输入端子之间。存储电容器Cst充入施加到驱动晶体管T2的控制端子的数据信号,并在开关晶体管T1被截止后保持充入的数据信号。
OLED包括连接到驱动薄膜晶体管T2的输出端子的阳极、连接到共电压ELVSS的阴极和形成在阳极与阴极之间的有机发光构件。OLED通过根据驱动晶体管T2的输出电流Id而发射具有不同强度的光来显示图像。
开关晶体管T1和驱动晶体管T2可以是n沟道场效应晶体管(FET)或p沟道FET。另外,可以改变薄膜晶体管T1和T2、存储电容器Cst以及OLED之间的连接关系。
现在,将参照图10和图11以及图9进一步详细地描述图9中示出的根据示例性实施例的OLED显示器的像素的详细结构。
图10是根据示例性实施例的OLED显示器的一个像素的布局视图,图11是沿图10的线XI-XI截取的剖视图。
如图10和图11中所示,在根据示例性实施例的OLED显示器中,缓冲层120形成在基底110上。绝缘的基底110可以由诸如玻璃、晶体、陶瓷或塑料的绝缘材料形成,缓冲层120可以由氮化硅(SiNx)的单层或者其中沉积氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiOx)的双层结构来形成。缓冲层120用来使表面平坦化,同时防止诸如杂质或湿气的不必要的材料渗透。
半导体130形成在缓冲层120上。半导体130包括彼此分开的开关半导体135a和驱动半导体135b。半导体135a和135b可以由多晶半导体材料或氧化物半导体材料形成。氧化物半导体材料可以包括基于钛(Ti)、铪(Hf)、锆(Zr)、铝(Al)、钽(Ta)、锗(Ge)、锌(Zn)、镓(Ga)、锡(Sn)或铟(In)的任何一种氧化物,以及作为其复合氧化物的氧化铟镓锌(InGaZnO4)、氧化铟锌(Zn-In-O)、氧化锌锡(Zn-Sn-O)、氧化铟镓(In-Ga-O)、氧化铟锡(In-Sn-O)、氧化铟锆(In-Zr-O)、氧化铟锆锌(In-Zr-Zn-O)、氧化铟锆锡(In-Zr-Sn-O)、氧化铟锆镓(In-Zr-Ga-O)、氧化铟铝(In-Al-O)、氧化铟锌铝(In-Zn-Al-O)、氧化铟锡铝(In-Sn-Al-O)、氧化铟铝镓(In-Al-Ga-O)、氧化铟钽(In-Ta-O)、氧化铟钽锌(In-Ta-Zn-O)、氧化铟钽锡(In-Ta-Sn-O)、氧化铟钽镓(In-Ta-Ga-O)、氧化铟锗(In-Ge-O)、氧化铟锗锌(In-Ge-Zn-O)、氧化铟锗锡(In-Ge-Sn-O)、氧化铟锗镓(In-Ge-Ga-O)、氧化钛铟锌(Ti-In-Zn-O)或氧化铪铟锌(Hf-In-Zn-O)。在当半导体130由氧化物半导体形成的情况下,为了保护易受到诸如高温的外部环境影响的氧化物半导体,可以添加单独的钝化层。
开关半导体135a和驱动半导体135b分别被划分成沟道1355以及形成在沟道1355的各侧处的源区1356和漏区1357。开关半导体135a和驱动半导体135b的沟道1355沟道掺杂有N型杂质或P型杂质的掺杂杂质,开关半导体135a和驱动半导体135b的源区1356和漏区1357是以比用沟道掺杂的掺杂杂质的掺杂浓度高的掺杂杂质的掺杂浓度来接触掺杂的接触掺杂区1356和1357。
栅极绝缘层140形成在开关半导体135a和驱动半导体135b上。栅极绝缘层140由诸如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)的无机绝缘材料形成。栅极绝缘层140具有暴露半导体130的上表面的至少一部分的开口1141和1142。开口1141和1142暴露半导体130的接触掺杂区1356和1357。
扫描线121、驱动栅电极125b和第一存储电容板128形成在栅极绝缘层140上。扫描线121在水平方向上延伸并传输扫描信号Sn,并且包括从扫描线121向开关半导体135a突出的开关栅电极125a。驱动栅电极125b从第一存储电容板128向驱动半导体135b突出。开关栅电极125a和驱动栅电极125b分别与沟道1355叠置。
层间绝缘层160形成在扫描线121、驱动栅电极125b和第一存储电容板128上。层间绝缘层160由有机绝缘材料形成。层间绝缘层160也设置在栅极绝缘层140的开口1141和1142内。即,在开口1141和1142内,栅极绝缘层140的侧表面和层间绝缘层160接触。扫描线121、驱动栅电极125b和第一存储电容板128设置在栅极绝缘层140与层间绝缘层160之间。
层间绝缘层160具有暴露半导体130的上表面的至少一部分的接触孔1161和1162。接触孔1161和1162暴露半导体130的接触掺杂区1356和1357。接触孔1161和1162设置在开口1141和1142内,开口1141和1142的尺寸大于接触孔1161和1162的尺寸。另外,层间绝缘层160包括暴露第一存储电容板128的一部分的存储接触孔63。
具有开关源电极176a的数据线171、包括驱动源电极176b和第二存储电容板178的驱动电压线172、连接到第一存储电容板128的开关漏电极177a以及驱动漏电极177b形成在层间绝缘层160上。
数据线171传输数据信号Dm并在与扫描线121交叉的方向上延伸。驱动电压线172传输驱动电压ELVDD、与数据线171分开并在与数据线171的方向相同的方向上延伸。
开关源电极176a从数据线171朝向开关半导体135a突出,驱动源电极176b从驱动电压线172向驱动半导体135b突出。开关源电极176a和驱动源电极176b分别通过源极的接触孔1161连接到源区1356。开关源电极176a和驱动源电极176b在接触孔1161的内壁上与层间绝缘层160接触。开关源电极176a和驱动源电极176b不与栅极绝缘层140直接接触。
开关漏电极177a面对开关源电极176a,驱动漏电极177b面对驱动源电极176b,开关漏电极177a和驱动漏电极177b分别通过漏极的接触孔1162连接到漏区1357。开关漏电极177a和驱动漏电极177b在接触孔1162的内壁上与层间绝缘层160接触。开关漏电极177a和驱动漏电极177b不与栅极绝缘层140直接接触。
开关源电极176a、驱动源电极176b、开关漏电极177a和驱动漏电极177b不与由无机材料形成的栅极绝缘层140直接接触,但与由有机材料形成的层间绝缘层160接触,从而增加缓冲力。在本示例性实施例中,栅极绝缘层140的开口1141和1142的内部填充有由有机绝缘材料形成的层间绝缘层160以增加缓冲力,从而防止由于弯曲或折叠而导致的损坏。
开关漏电极177a延伸并通过形成在层间绝缘层160中的存储接触孔63电连接到第一存储电容板128和驱动栅电极125b。
第二存储电容板178从驱动电压线172突出并与第一存储电容板128叠置。因此,第一存储电容板128和第二存储电容板178使用层间绝缘层160作为介电材料来形成存储电容器Cst。
开关半导体135a、开关栅电极125a、开关源电极176a和开关漏电极177a形成开关晶体管T1,驱动半导体135b、驱动栅电极125b、驱动源电极176b和驱动漏电极177b形成驱动晶体管T2。
钝化层180形成在开关源电极176a、驱动源电极176b、开关漏电极177a和驱动漏电极177b上。
像素电极191形成在钝化层180上,像素电极191可以由透明导电材料(诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟(In2O3))或者反射金属(诸如锂(Li)、钙(Ca)、氟化锂/钙(LiF/Ca)、氟化锂/铝(LiF/Al)、铝(Al)、银(Ag)、镁(Mg)或金(Au))形成。像素电极191通过形成在钝化层180中的接触孔81与驱动晶体管T2的驱动漏电极177b电连接以成为OLED的阳极。
像素限定层350设置在像素电极191的边缘和钝化层180上。像素限定层350具有暴露像素电极191的像素开口351。像素限定层350可以包括诸如聚丙烯酸酯或聚酰亚胺的树脂、硅基无机材料等。
有机发射层370形成在像素限定层350的像素开口351中。有机发射层370形成为包括发射层、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)中的一个或更多个的多层。在有机发射层370包括所有的上述层的情况下,空穴注入层设置在作为阳极的像素电极191上,空穴传输层、发射层、电子传输层和电子注入层可以顺序地层压在空穴注入层上。
有机发射层370可以包括发射红光的红色有机发射层、发射绿光的绿色有机发射层和发射蓝光的蓝色有机发射层。红色有机发射层、绿色有机发射层和蓝色有机发射层分别形成在红色像素、绿色像素和蓝色像素中,从而实现彩色图像。
另外,有机发射层370可以通过在红色像素、绿色像素和蓝色像素中一起层压红色有机发射层、绿色有机发射层和蓝色有机发射层并且对每个像素形成红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器来实现彩色图像。作为另一示例,发射白光的白色有机发射层形成在所有红色像素、绿色像素和蓝色像素中,对每个像素形成红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器,从而实现彩色图像。在通过使用白色有机发射层和滤色器实现彩色图像的情况下,不需要使用用于在各个像素(即,红色像素、绿色像素和蓝色像素)上沉积红色有机发射层、绿色有机发射层和蓝色有机发射层的沉积掩模。
另一示例中描述的白色有机发射层可以通过一个有机发射层形成,并且包括层压多个有机发射层以发射白光的构造。例如,白色有机发射层可以包括可通过将至少一个黄色有机发射层和至少一个蓝色有机发射层结合来发射白光的构造、可通过将至少一个蓝绿色有机发射层和至少一个红色有机发射层结合来发射白光的构造以及可通过将至少一个品红色有机发射层和至少一个绿色有机发射层结合来发射白光的构造等。
共电极270形成在像素限定层350和有机发射层370上。共电极270可以由透明导电材料(诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟(In2O3))或者反射金属(诸如锂(Li)、钙(Ca)、氟化锂/钙(LiF/Ca)、氟化锂/铝(LiF/Al)、铝(Al)、银(Ag)、镁(Mg)或金(Au))形成。共电极270成为OLED的阴极。像素电极191、有机发射层370和共电极270构造OLED。
接着,将参照图12至图16描述根据示例性实施例的OLED显示器。图12至图16的每个薄膜晶体管具有图4的薄膜晶体管的结构,然而,所描述的技术不限于此,可以提供薄膜晶体管的其它结构。例如,可以代替图5、图7和图8的薄膜晶体管的结构。
图12是根据示例性实施例的OLED显示器的一个像素的等效电路图。
如图12中所示,根据示例性实施例的OLED显示器包括多条信号线151、152、153、171、172和192以及连接到信号线并以基本矩阵型布置的多个像素PX。
每个像素PX包括连接到多条信号线151、152、153、171、172和192的多个晶体管T1、T2、T3、T4、T5和T6、存储电容器Cst以及OLED。
晶体管T1、T2、T3、T4、T5和T6包括驱动晶体管T1、开关晶体管T2、补偿晶体管T3、初始化晶体管T4、操作控制晶体管T5和光发射控制晶体管T6。信号线151、152、153、171、172和192包括传输扫描信号Sn的扫描线151、将前一扫描信号Sn-1传输到初始化晶体管T4的前一条扫描线152、将光发射控制信号EM传输到操作控制晶体管T5和光发射控制晶体管T6的光发射控制线153、与扫描线151交叉并传输数据信号Dm的数据线171、传输驱动电压ELVDD并形成为与数据线171几乎平行的驱动电压线172以及传输使驱动晶体管T1初始化的初始化电压Vint的初始化电压线192。
驱动晶体管T1的栅电极G1连接到存储电容器Cst的一端Cst1,驱动晶体管T1的源电极S1经由操作控制晶体管T5与驱动电压线172连接,驱动晶体管T1的漏电极D1经由光发射控制晶体管T6与OLED的阳极电连接。驱动晶体管T1根据开关晶体管T2的开关操作接收数据信号Dm以向OLED施加驱动电流Id。
开关晶体管T2的栅电极G2与扫描线151连接,开关晶体管T2的源电极S2与数据线171连接,开关晶体管T2的漏电极D2与驱动晶体管T1的源电极S1连接并经由操作控制晶体管T5与驱动电压线172连接。开关晶体管T2根据通过扫描线151接收的扫描信号Sn而导通,以执行将传输到数据线171的数据信号Dm传输到驱动晶体管T1的源电极的开关操作。
补偿晶体管T3的栅电极G3与扫描线151直接连接,补偿晶体管T3的源电极S3连接到驱动晶体管T1的漏电极D1并经由光发射控制晶体管T6与OLED的阳极连接,补偿晶体管T3的漏电极D3与存储电容器Cst的一端Cst1和初始化晶体管T4的漏电极D4以及驱动晶体管T1的栅电极G1一起连接。补偿晶体管T3根据通过扫描线151接收的扫描信号Sn而导通,以连接驱动晶体管T1的栅电极G1和漏电极D1并以二极管连接驱动晶体管T1。
初始化晶体管T4的栅电极G4与前一条扫描线152连接,初始化晶体管T4的源电极S4与初始化电压线192连接,初始化晶体管T4的漏电极D4通过补偿晶体管T3的漏电极D3与存储电容器Cst的一端Cst1和驱动晶体管T1的栅电极G1一起连接。初始化晶体管T4根据通过前一条扫描线152接收的前一扫描信号Sn-1而导通,以将初始化电压Vint传输到驱动晶体管T1的栅电极G1,随后执行使驱动晶体管T1的栅电极G1的电压初始化的初始化操作。
操作控制晶体管T5的栅电极G5与光发射控制线153连接,操作控制晶体管T5的源电极S5与驱动电压线172连接,操作控制晶体管T5的漏电极D5与驱动晶体管T1的源电极S1和开关晶体管T2的漏电极D2连接。
光发射控制晶体管T6的栅电极G6连接到光发射控制线153,光发射控制晶体管T6的源电极S6连接到驱动晶体管T1的漏电极D1和补偿晶体管T3的源电极S3,光发射控制晶体管T6的漏电极D6电连接到OLED的阳极。操作控制晶体管T5和光发射控制晶体管T6根据传输到光发射控制线153的光发射控制信号EM而基本同时导通,使得驱动电压ELVDD通过以二极管连接的驱动晶体管T1来补偿并传输到OLED。
存储电容器Cst的另一端Cst2与驱动电压线172连接,OLED的阴极与传输共电压ELVSS的共电压线741连接。
接着,将参照图13、图14、图15和图16以及图12描述图12中示出的根据示例性实施例的OLED显示器的详细结构。
图13是根据示例性实施例的OLED显示器的多个晶体管和电容器的示意性布局视图。图14是图13的详细的布局视图。图15是图14的OLED显示器沿线XV-XV截取的剖视图。图16是图14的OLED显示器沿线XVI-XVI截取的剖视图。
在下文中,将首先参照图13和图14详细地描述根据示例性实施例的OLED显示器的详细平面结构,并将参照图15和图16详细地描述详细的剖面结构。
根据示例性实施例的OLED显示器包括分别施加扫描信号Sn、前一扫描信号Sn-1和光发射控制信号EM并沿行方向形成的扫描线151、前一条扫描线152和光发射控制线153。另外,包括与扫描线151、前一条扫描线152和光发射控制线153交叉并分别施加数据信号Dm和驱动电压ELVDD到像素PX的数据线171和驱动电压线172。初始化电压Vint从初始化电压线192经初始化晶体管T4传输到补偿晶体管T3。初始化电压线192在交替地具有笔直部分和倾斜部分的同时被形成。
另外,在每个像素PX中,形成驱动晶体管T1、开关晶体管T2、补偿晶体管T3、初始化晶体管T4、操作控制晶体管T5、光发射控制晶体管T6、存储电容器Cst和OLED。
OLED由像素电极191、有机发射层370和共电极270制成。在此情况下,为了阻挡漏电流,初始化晶体管T4被构造为双栅结构晶体管。
驱动晶体管T1、开关晶体管T2、补偿晶体管T3、初始化晶体管T4、操作控制晶体管T5和光发射控制晶体管T6中的每个沟道形成在一个半导体130内,半导体130可以形成为以各种形状弯曲。半导体130可以由多晶半导体材料或氧化物半导体材料形成。
半导体130包括掺杂有N型杂质或P型杂质的沟道以及形成在沟道各侧处并掺杂有与对沟道掺杂的掺杂杂质相反型的掺杂杂质的源极掺杂部分和漏极掺杂部分。在示例性实施例中,源极掺杂部分和漏极掺杂部分分别与源电极和漏电极对应。形成在半导体130中的源电极和漏电极可以通过仅掺杂相应的区域来形成。另外,在半导体130中,掺杂不同晶体管的源电极与漏电极之间的区域,因此,源电极和漏电极可以彼此电连接。
沟道131包括形成在驱动晶体管T1中的驱动沟道131a、形成在开关晶体管T2中的开关沟道131b、形成在补偿晶体管T3中的补偿沟道131c、形成在初始化晶体管T4中的初始化沟道131d、形成在操作控制晶体管T5中的操作控制沟道131e和形成在光发射控制晶体管T6中的光发射控制沟道131f。
驱动晶体管T1包括驱动沟道131a、驱动栅电极155a、驱动源电极136a和驱动漏电极137a。驱动沟道131a被弯曲并可以具有弯折的形状(meandering shape)或Z字形状(zigzag shape)。如此,通过形成弯曲的驱动沟道131a,驱动沟道131a可以形成为在狭窄的空间中延长。因此,驱动栅电极155a与驱动源电极136a之间的驱动栅极-源极电压的驱动范围通过延长的驱动沟道131a而增加。驱动栅极-源极电压的驱动范围是指驱动晶体管的对应于最大灰阶的最大驱动栅极-源极电压与驱动晶体管的对应于最小灰阶的最小驱动栅极-源极电压之间的差或者针对用于灰阶表达的每个阶的驱动栅极-源极电压之间的差。由于栅极电压的驱动范围增加,因此,从OLED发射的光的灰度可以通过改变栅极电压的大小来精细控制,结果,可以增强OLED显示器的分辨率并可以改善显示质量。可以通过各种修改驱动沟道131a的形状来实施诸如'反S'、'S'、'M'和'W'的各种示例。
驱动栅电极155a与驱动沟道131a叠置,驱动源电极136a和驱动漏电极137a形成在相邻的驱动沟道131a的各侧处。驱动栅电极155a通过接触孔61连接到第一数据连接构件174。
开关晶体管T2包括开关沟道131b、开关栅电极155b、开关源电极136b和开关漏电极137b。作为从扫描线151向下延伸的一些部分的开关栅电极155b与开关沟道131b叠置,开关源电极136b和开关漏电极137b形成为与开关沟道131b的各侧相邻。开关源电极136b通过接触孔62连接到数据线171。
补偿晶体管T3包括补偿沟道131c、补偿栅电极155c、补偿源电极136c和补偿漏电极137c。作为扫描线151的一部分的补偿栅电极155c与补偿沟道131c叠置。补偿源电极136c和补偿漏电极137c形成为与补偿沟道131c的各侧相邻。补偿漏电极137c通过接触孔63连接到第一数据连接构件174。
初始化晶体管T4包括初始化沟道131d、初始化栅电极155d、初始化源电极136d和初始化漏电极137d。作为前一条扫描线152的一部分的初始化栅电极155d形成为两个以防止漏电流,并与初始化沟道131d叠置。初始化源电极136d和初始化漏电极137d形成为与初始化沟道131d的各侧相邻。初始化源电极136d通过接触孔64连接到第二数据连接构件175。
操作控制晶体管T5包括操作控制沟道131e、操作控制栅电极155e、操作控制源电极136e和操作控制漏电极137e。作为光发射控制线153的一部分的操作控制栅电极155e与操作控制沟道131e叠置,操作控制源电极136e和操作控制漏电极137e形成为与操作控制沟道131e的各侧相邻。操作控制源电极136e通过接触孔65连接到从驱动电压线172延伸的一部分。
光发射控制晶体管T6包括光发射控制沟道131f、光发射控制栅电极155f、光发射控制源电极136f和光发射控制漏电极137f。作为光发射控制线153的一部分的光发射控制栅电极155f与光发射控制沟道131f叠置,光发射控制源电极136f和光发射控制漏电极137f形成为与光发射控制沟道131f的各侧相邻。光发射控制漏电极137f通过接触孔66连接到第三数据连接构件179。
驱动晶体管T1的驱动沟道131a的一端连接到开关漏电极137b和操作控制漏电极137e,驱动沟道131a的另一端连接到补偿源电极136c和光发射控制源电极136f。
存储电容器Cst包括经由置于其间的第二栅极绝缘层142设置的第一存储电极155a和第二存储电极156。第一存储电极155a与驱动栅电极155a对应,第二存储电极156是从存储线157延伸的一部分,并占用比驱动栅电极155a的面积宽的面积并且完全覆盖驱动栅电极155a。
这里,第二栅极绝缘层142是介电材料,存储电容由充入存储电容器Cst中的电荷和两个电极155a与156之间的电压来确定。如此,驱动栅电极155a用作第一存储电极155a,因此,可以在由于像素内占用大的面积的驱动沟道131a而狭窄的空间中确保可形成存储电容器的空间。
作为驱动栅电极155a的第一存储电极155a通过开口41、接触孔61和存储开口51连接到第一数据连接构件174的一端。存储开口51是形成在第二存储电极156中的开口。因此,将第一数据连接构件174的一端连接到驱动栅电极155a的接触孔61形成在存储开口51的内部。第一数据连接构件174与数据线171形成在同一层以与之几乎平行,第一数据连接构件174的另一端通过接触孔63连接到补偿晶体管T3的补偿漏电极137c和初始化晶体管T4的初始化漏电极137d。因此,第一数据连接构件174将驱动栅电极155a与补偿晶体管T3的补偿漏电极137c和初始化晶体管T4的初始化漏电极137d彼此连接。
因此,存储电容器Cst存储与通过驱动电压线172传输到第二存储电极156的驱动电压ELVDD和驱动栅电极155a的栅极电压之间的差对应的存储电容。
第三数据连接构件179通过接触孔81连接到像素电极191,第二数据连接构件175通过接触孔82连接到初始化电压线192。
在下文中,将根据堆叠的顺序详细地描述根据示例性实施例的OLED显示器的剖面结构。
缓冲层120可以形成在绝缘的基底110上。
在缓冲层120上,形成包括具有驱动沟道131a、开关沟道131b、补偿沟道131c、初始化沟道131d、操作控制沟道131e和光发射控制沟道131f的沟道131的半导体130。驱动源电极136a和驱动漏电极137a形成在半导体130中的驱动沟道131a的各侧上,开关源电极136b和开关漏电极137b形成在开关沟道131b的各侧上。补偿源电极136c和补偿漏电极137c形成在补偿沟道131c的各侧处,初始化源电极136d和初始化漏电极137d形成在初始化沟道131d的各侧处。操作控制源电极136e和操作控制漏电极137e形成在操作控制沟道131e的各侧处,光发射控制源电极136f和光发射控制漏电极137f形成在光发射控制沟道131f的各侧处。
覆盖半导体130的第一栅极绝缘层141形成在半导体130上。在第一栅极绝缘层141上,形成第一栅极布线(151、152、153、155a、155b、155c、155d、155e和155f),其中,第一栅极布线包括:包括开关栅电极155b和补偿栅电极155c的扫描线151、包括初始化栅电极155d的前一条扫描线152、包括操作控制栅电极155e和光发射控制栅电极155f的光发射控制线153以及驱动栅电极(第一存储电极)155a。
覆盖第一栅极布线(151、152、153、155a、155b、155c、155d、155e和155f)和第一栅极绝缘层141的第二栅极绝缘层142形成在第一栅极布线(151、152、153、155a、155b、155c、155d、155e和155f)和第一栅极绝缘层141上。第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142由诸如氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiOx)的无机绝缘材料形成。第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142具有暴露半导体130的上表面的至少一部分的开口42、43、44、45和46,并且第二栅极绝缘层142还具有暴露驱动栅电极155a的上表面的至少一部分的开口41。
包括与扫描线151平行的存储线157以及作为从存储线157延伸的一部分的第二存储电极156的第二栅极布线(157和156)形成在第二栅极绝缘层142上。
第二存储电极156比用作驱动栅电极的第一存储电极155a宽,使得第二存储电极156覆盖整个驱动栅电极155a。
层间绝缘层160形成在第二栅极绝缘层142以及第二栅极布线(157和156)上。层间绝缘层160由有机绝缘材料形成。层间绝缘层160也设置在第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142的开口41、42、43、44、45和46内。即,在开口41、42、43、44、45和46内,第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142的侧表面与层间绝缘层160接触。
层间绝缘层160具有暴露半导体130的上表面的至少一部分的接触孔62、63、64、65和66以及暴露驱动栅电极155a的上表面的至少一部分的接触孔61。接触孔61、62、63、64、65和66设置在开口41、42、43、44、45和46内,开口41、42、43、44、45和46的尺寸大于接触孔61、62、63、64、65和66的尺寸。
包括数据线171、驱动电压线172、第一数据连接构件174、第二数据连接构件175和第三数据连接构件179的数据布线(171、172、174、175和179)形成在层间绝缘层160上。
数据线171通过接触孔62连接到开关源电极136b。数据线171在接触孔62的内壁上与层间绝缘层160接触,但不与第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142直接接触。
第一数据连接构件174的一端通过接触孔61连接到第一存储电极155a,第一数据连接构件174的另一端通过接触孔63连接到补偿漏电极137c和初始化漏电极137d。第一数据连接构件174在接触孔61和63的内壁上与层间绝缘层160接触,但不与第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142直接接触。
平行于数据线171的第二数据连接构件175通过接触孔64连接到初始化源电极136d。第二数据连接构件175在接触孔64的内壁上与层间绝缘层160接触,但不与第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142直接接触。
第三数据连接构件179通过接触孔66连接到光发射控制漏电极137f。第三数据连接构件179在接触孔66的内壁上与层间绝缘层160接触,但不与第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142直接接触。
数据线171、第一数据连接构件174、第二数据连接构件175和第三数据连接构件179不与由无机材料形成的第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142直接接触,但与由有机材料形成的层间绝缘层160接触,从而增加缓冲力。在本示例性实施例中,第一栅极绝缘层141和第二栅极绝缘层142的开口41、42、43、44、45和46的内部填充有由有机绝缘材料形成的层间绝缘层160,使得缓冲力增加,从而防止由于弯曲或折叠而导致的损坏。
覆盖数据布线(171、172、174、175和179)和层间绝缘层160的钝化层180形成在数据布线(171、172、174、175和179)和层间绝缘层160上。钝化层180可以由有机层形成。
像素电极191和初始化电压线192形成在钝化层180上。第三数据连接构件179通过形成在钝化层180上的接触孔81与像素电极191连接,第二数据连接构件175通过形成在钝化层180上的接触孔82与初始化电压线192连接。
覆盖钝化层180、初始化电压线192和像素电极191的像素限定层(PDL)350形成在钝化层180、初始化电压线192和像素电极191的边缘上,像素限定层350具有暴露像素电极191的像素开口351。
有机发射层370形成在通过像素开口351暴露的像素电极191上,共电极270形成在有机发射层370上。共电极270形成在像素限定层350上以贯穿多个像素形成。如此,形成包括像素电极191、有机发射层370和共电极270的OLED。
可以在共电极270上形成保护OLED的包封构件(未示出),包封构件可以通过密封剂密封到基底110,并可以由诸如玻璃、石英、陶瓷、塑料和金属的各种材料形成。另一方面,在不使用密封剂的情况下,可以通过沉积无机层和有机层在共电极270上形成薄膜包封层。
尽管已经结合目前被认为是实践的示例性实施例来描述发明技术,但是将理解的是,发明不限于所公开的实施例,相反,而是意图覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
Claims (8)
1.一种有机发光二极管显示器,所述有机发光二极管显示器包括:
基底,具有被构造为弯曲或折叠的柔性部分;
半导体,设置在所述基底的上方;
栅极绝缘层,设置在所述半导体的上方并具有开口;
层间绝缘层,由有机绝缘材料制成,设置在所述栅极绝缘层的上方,其中,所述层间绝缘层的一部分设置在所述开口内并且与所述栅极绝缘层直接接触;
栅电极,设置在所述栅极绝缘层与所述层间绝缘层之间,并在所述有机发光二极管显示器的深度尺寸上与所述半导体叠置;以及
源电极和漏电极,设置在所述层间绝缘层的上方并连接到所述半导体,
其中,所述源电极和所述漏电极不与所述栅极绝缘层直接接触。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示器,其中,所述栅极绝缘层包括所述有机绝缘材料或无机绝缘材料。
3.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示器,其中,所述层间绝缘层具有设置在所述开口内的接触孔,其中,所述源电极和所述漏电极通过所述接触孔连接到所述半导体。
4.根据权利要求3所述的有机发光二极管显示器,其中,所述接触孔具有锥形形状。
5.根据权利要求4所述的有机发光二极管显示器,其中,所述层间绝缘层具有相对于彼此形成锥角的顶表面和侧壁,其中,所述锥角大于30度且小于80度。
6.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示器,其中,所述半导体、所述栅极绝缘层、所述层间绝缘层、所述栅电极、所述源电极和所述漏电极形成设置在所述柔性部分上方的薄膜晶体管。
7.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示器,其中,所述有机发光二极管显示器还包括显示区和非显示区,所述显示区包括多个像素,所述非显示区包括被构造为产生并传输信号以驱动所述像素的驱动器,其中,所述驱动器或所述像素中的每个包括包含所述半导体、所述栅极绝缘层、所述层间绝缘层、所述栅电极、所述源电极和所述漏电极的薄膜晶体管。
8.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示器,其中,所述栅极绝缘层包括:
第一栅极绝缘层,设置在所述半导体的上方;以及
第二栅极绝缘层,设置在所述第一栅极绝缘层的上方。
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