專利名稱：有機發(fā)光二極管顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所描述的技術(shù)總體上涉及有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器。更具體地說，涉及 使用氧化物半導(dǎo)體層的OLED顯示器。
背景技術(shù)：
OLED顯示器是利用OLED來顯示圖像的自發(fā)光顯示設(shè)備。OLED顯示器與液 晶顯示器(LCD)的區(qū)別在于OLED顯示器不需獨立光源，這使得其厚度相對較薄、重量 相對較輕。此外，OLED顯示器還具備高品質(zhì)特性，例如低功耗、高亮度以及短的響應(yīng) 時間。近來，利用氧化物薄膜晶體管的OLED顯示器已得到了特別的關(guān)注。氧化物薄 膜晶體管指的是使用氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管。氧化物薄膜晶體管與使用非晶硅的 薄膜晶體管相比，遷移率和可靠性相對較高；與使用多晶硅的薄膜晶體管相比，展現(xiàn)出 卓越的一致性和總體工作性能。另外，利用此類氧化物薄膜晶體管的OLED顯示器在構(gòu) 造透明顯示器方面具備優(yōu)勢。然而，具備倒置交錯結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管因寄生電容 而不適用精確電壓，這可能導(dǎo)致由于反沖電壓而出現(xiàn)缺陷。以上公開于背景技術(shù)部分的信息僅用于強化對所描述技術(shù)之背景的理解，其中 可能包含在該國對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說不構(gòu)成已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
因此，實施例致力于一種有機發(fā)光二極管，其基本上克服了由相關(guān)技術(shù)的限制 和劣勢引起的一個以上的問題。因此，實施例的特征在于提供一種OLED顯示器，其在利用氧化物薄膜晶體管 的同時具有使寄生電容的產(chǎn)生最小化的優(yōu)勢。以上及其他特征和優(yōu)勢中的至少一條可通過提供基板主體、位于所述基板主體 上的薄膜晶體管和位于所述基板主體上的有機發(fā)光二極管(OLED)來實現(xiàn)。所述薄膜晶 體管包括柵電極、以絕緣方式設(shè)置在所述柵電極上的氧化物半導(dǎo)體層、以及分別與所述 氧化物半導(dǎo)體層相接觸的源電極和漏電極。所述源電極和所述漏電極二者與所述氧化物 半導(dǎo)體層相接觸的部分沿與所述基板主體平行的方向以預(yù)定距離與所述柵電極分離。所述源電極和所述漏電極二者與所述氧化物半導(dǎo)體層相接觸的所述部分可以沿 與所述基板主體平行的方向以大于ο μ m、不大于5 μ m的距離與所述柵電極分離。所述基板主體可以劃分為顯示區(qū)域和非顯示區(qū)域，所述基板主體的顯示區(qū)域中 形成多個像素以顯示圖像。所述多個像素中的各個像素可以包括多個薄膜晶體管。所述有機發(fā)光二極管可以設(shè)置在所述多個像素中的各個像素中，并直接連接到 所述多個薄膜晶體管中的一個薄膜晶體管。所述薄膜晶體管可以形成在所述基板主體的顯示區(qū)域和非顯示區(qū)域二者中。
所述OLED顯示器可以進一步包括附加的薄膜晶體管，在該附加的薄膜晶體管 中，所述源電極和漏電極的與氧化物半導(dǎo)體層相接觸的至少部分與柵電極交疊。所述多個像素中的各像素可以包括至少一個薄膜晶體管和至少一個附加的薄膜
晶體管。所述有機發(fā)光二極管可以設(shè)置在各個像素處且直接與所述附加的薄膜晶體管連 接。所述薄膜晶體管可以形成在所述基板主體的顯示區(qū)域和非顯示區(qū)域二者中，所 述附加的薄膜晶體管可以僅形成在所述基板主體的顯示區(qū)域中。所述薄膜晶體管可以僅形成在所述基板主體的顯示區(qū)域中，所述附加的薄膜晶 體管可以形成在所述基板主體的顯示區(qū)域和非顯示區(qū)域二者中。所述薄膜晶體管和所述附加的薄膜晶體管可以分別皆形成在所述基板主體的顯 示區(qū)域和非顯示區(qū)域二者中。所述氧化物半導(dǎo)體層可以包括鈣(Ca)、銦(In)、鋅(Zn)和錫(Sn)中的至少一 種以及氧(O)。所述柵電極可以由金屬層形成。 所述柵電極可以由摻雜的多晶硅形成。根據(jù)本發(fā)明，OLED顯示器可以在利用氧化物薄膜晶體管的同時使寄生電容的
產(chǎn)生最小化。


通過參照附圖詳盡地描述示例性實施例，上述及其他特征與效果對于本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員來說將更加顯而易見，附圖包括圖1是示出根據(jù)示例性實施例的有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器的結(jié)構(gòu)的俯視平 面圖。圖2是示出圖1的OLED顯示器的像素電路的電路圖。圖3是示出圖1的OLED顯示器的薄膜晶體管的局部剖視圖。圖4和圖5示出根據(jù)示例性實施例的試驗例的對比性能圖。
具體實施例方式現(xiàn)在，將參照附圖更全面地描述示例實施例，這些示例實施例可以以不同的方 式來實現(xiàn)，而不應(yīng)被解釋為局限于此處所列舉的實施例。相反，提供實施例的目的在于 使公開更透徹與完整，并將發(fā)明的范圍充分地傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。為清楚地描述本發(fā)明，與說明無關(guān)的部分被省略。貫穿全文，相同的附圖標(biāo)記 始終指代相同的部件。在附圖中，為清楚和便于解釋起見，層、膜、面板、區(qū)域等的厚度有所夸張。 應(yīng)理解，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域或基板之類元件被稱為在另一元件之“上”時，可以是此 元件直接在另一元件之上，也可以是此元件與另一元件之間存在居間元件。以下，將參照圖1到圖3描述示例性實施例。如圖1所示，OLED顯示器101包括基板主體111，基板主體111被劃分為顯示區(qū)域DA和非顯示區(qū)域NA?；逯黧w111的顯示區(qū)域DA中形成多個用于顯示圖像的像 素PE(如圖2所示)，非顯示區(qū)域NA中形成若干驅(qū)動電路。如圖2所示，在示例性實施例中，單個像素PE具有2Tr_lCap結(jié)構(gòu)，2Tr_lCap結(jié) 構(gòu)由一個OLED 70、兩個薄膜晶體管(TFT) 10和20、以及一個電容器80構(gòu)成。然而， 示例性實施例并不限于此。更確切地說，像素PE可具有三個以上的TFT和兩個以上的 電容器，也可以具有進一步包括導(dǎo)線的各種結(jié)構(gòu)。附加的TFT和電容器可形成補償電路。補償電路改進了在各個像素PE處形成的 OLED 70的一致性，從而防止圖像質(zhì)量變差。一般而言，補償電路包括四到八個TFT。此外，在基板主體111的非顯示區(qū)域NA中形成的驅(qū)動電路可包括附加的TFT。OLED 70包括充當(dāng)空穴注入電極的陽極、充當(dāng)電子注入電極的陰極、以及設(shè)置 在陽極和陰極之間的有機發(fā)光層。根據(jù)示例性實施例的兩個TFT包括第一 TFT 10和第二 TFT 20。此外，當(dāng)一個 像素PE中形成三個以上TFT時，附加的TFT的結(jié)構(gòu)與第二 TFT 20的結(jié)構(gòu)相同。第一 TFT 10和第二 TFT 20各自都包括柵電極、氧化物半導(dǎo)體層、源電極和漏電 極。即，第一 TFT 10和第二 TFT 20是氧化物TFT。第一 TFT 10連接到有機發(fā)光元件70，第二 TFT 20連接到掃描線SL和數(shù)據(jù)線 DL。第二 TFT 20用作選擇像素PE發(fā)光的開關(guān)。第二 TFT 20的柵電極連接到掃描線 SL,第二 TFT 20的源電極連接到數(shù)據(jù)線DL。第二 TFT 20根據(jù)輸入到掃描線SL的開關(guān) 電壓將從數(shù)據(jù)線DL輸入的數(shù)據(jù)電壓傳送到第一 TFT 10。電容器80連接到第二 TFT 20以及公共電源線VDD，并存儲自第二 TFT20傳送 的電壓與供應(yīng)到公共電源線VDD上的電壓二者間的電壓差。第一 TFT 10供應(yīng)用于所選像素PE的OLED 70發(fā)光的驅(qū)動電源。第一 TFT 10的 柵電極連接到電容器80與第二TFT 20的漏電極相連的那一電容器板。另外，第一TFT 10 的源電極和電容器80的另一電容器板分別連接到公共電源線VDD。第一 TFT 10的漏電 極連接到OLED 70的陽極。如所述的那樣，第一 TFT 10連接到公共電源線VDD和電容 器80以便向OLED 70供應(yīng)輸出電流IOLED。輸出電流IOLED與電容器80處存儲的電 壓與閾值電壓間的差值的平方成比例。OLED 70按照由第一 TFT供應(yīng)的輸出電流IOLED 來發(fā)光。像素PE的結(jié)構(gòu)不限于以上所描述的結(jié)構(gòu)，而是可以按各種方式調(diào)整。如圖3所示，第一 TFT 10包括第一柵電極121、第一氧化物半導(dǎo)體層141、第一 源電極163和第一漏電極164。第二 TFT 20包括第二柵電極122、第二氧化物半導(dǎo)體層 142、第二源電極165和第二漏電極166。以下，將按照沉積的順序、參照圖3詳細描述 根據(jù)示例性實施例的第一 TFT 10和第二 TFT20的結(jié)構(gòu)?；逯黧w111可以是絕緣基板，例如，可以是玻璃、石英、陶瓷或者塑料。然 而，第一示例性實施例不局限于此，基板主體111可以由諸如不銹鋼之類的金屬材料形 成?；逯黧w111上形成緩沖層115。緩沖層115可以由各種無機層和有機層中的 至少一種形成。緩沖層115在為基板主體111提供平坦的上表面的同時，還防止有害成 分(例如雜質(zhì)、濕氣或其他污染物等)侵入。然而，緩沖層115并非必要的組成元件，可根據(jù)基板主體111的類型和處理情況省略緩沖層115。緩沖層115上形成第一柵電極121和第二柵電極122。第一柵電極121和第二柵 電極122可以由金屬層形成。用作第一柵電極121和第二柵電極122的金屬層可以包括 Al、Ag、Cr、Ti、Ta、Mo或其合金。在此情況下，柵電極121可以形成為單層，也可 以形成為多層，此多層包括具備優(yōu)良的理化特性的Cr、Mo、Ti、Ta或其合金質(zhì)地的金屬 層以及具備低電阻率的Al系或Ag系金屬層。然而，本示例性實施例不限于此。更確切 地說，第一柵電極121和第二柵電極122可以形成為摻雜的多晶硅。第一柵電極121和第二柵電極122上形成由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)形成 的柵極絕緣層130。然而，根據(jù)該示例性實施例的柵極絕緣層130的材料不限于此。柵極絕緣層130上形成第一氧化物半導(dǎo)體層141和第二氧化物半導(dǎo)體層142。第 一氧化物半導(dǎo)體層141和第二氧化物半導(dǎo)體層142 二者都至少有一部分可與第一柵電極 121和第二柵電極122交疊。第一氧化物半導(dǎo)體層141和第二氧化物半導(dǎo)體層142可由氧化物形成，此氧化 物包括鈣(Ga)、銦(In)、鋅(Zn)和錫(Sn)中的至少一種以及氧(O)。舉例來說，第 一氧化物半導(dǎo)體層141和第二氧化物半導(dǎo)體層142可由混合氧化物形成，例如InZnO、 InGaO > InSnO、ZnSnO、GaSnO、GaZnO 和 GaInZnO。使用氧化物半導(dǎo)體層141和142的TFT 10和TFT 20具備高效的電荷遷移率，其 電荷遷移率比使用氫化非晶硅的TFT高兩倍到一百倍，其開/關(guān)電流比為105到108。 也就是說，具有氧化物半導(dǎo)體層141和142的TFT 10和TFT 20具備相對來說更優(yōu)良的半 導(dǎo)體特性。此外，在氧化物半導(dǎo)體141和142的情況下，由于帶差為約3.0到3.5eV，故 而不產(chǎn)生與可見光有關(guān)的泄漏光電流。因此，可減少或防止TFT 10和TFT 20的瞬時余 象。另外，為改進TFT 10和TFT 20的特性，氧化物半導(dǎo)體層141和142可進一步包括 周期表中第三族、第四族或第五族元素或者過渡元素。第一氧化物半導(dǎo)體層141和第二氧化物半導(dǎo)體層142上形成層間絕緣層150。層 間絕緣層150包括局部性地顯露第一氧化物半導(dǎo)體層141的第一源極接觸孔153和第一 漏極接觸孔154，以及局部性地顯露第二氧化物半導(dǎo)體層142的第二源極接觸孔155和第 二漏極接觸孔156。與柵極絕緣層130類似，層間絕緣層150可由氮化硅(SiNx)或氧化 硅(SiOx)形成。層間絕緣層150上形成第一源電極163、第一漏電極164、第二源電極165和第 二漏電極166。第一源電極163和第一漏電極164通過層間絕緣層150的第一源極接觸孔 153和第一漏極接觸孔154接觸第一氧化物半導(dǎo)體層141。此外，第二源電極165和第二 漏電極166通過層間絕緣層150的第二源極接觸孔155和第二漏極接觸孔156接觸第二氧 化物半導(dǎo)體層142。然而，該示例性實施例不局限于此，如有必要，可省略層間絕緣層150。在省略 層間絕緣層150時，第一源電極163和第一漏電極164這二者的部分可形成為直接接觸第 一氧化物半導(dǎo)體層141，第二源電極165和第二漏電極166這二者的部分可形成為直接接 觸第二氧化物半導(dǎo)體層142。此外，第一源電極163和第一漏電極164這二者與第一半導(dǎo)體層141相接觸的 部分的至少一部分例如沿X方向與第一柵電極121交疊。相反，與第二氧化物半導(dǎo)體層142相接觸的第二源電極165和第二漏電極166沿平行于基板主體111的方向以預(yù)定的距 離(d)與第二柵電極122分離。更確切地說，與第二氧化物半導(dǎo)體層142相接觸的第二 源電極165和第二漏電極166不與第二柵電極122交疊。此預(yù)定距離大于0 μ m小于5 μ m。由于與第二氧化物半導(dǎo)體層142相接觸的第 二源電極165和第二漏電極166被分離，故而第二柵電極122、第二源電極165和第二漏 電極166之間的寄生電容降低。然而，由于第二源電極165和第二漏電極166與第二柵 電極122分離開，導(dǎo)致高效的電荷遷移率被降低。更確切地說，如果第二源電極165和 第二漏電極166與第二柵電極122分離超過5 μ m,則電荷遷移率可降至足以使第二 TFT 20的性能惡化。當(dāng)?shù)诙措姌O165和第二漏電極166與第二柵電極122交疊時，不必然 產(chǎn)生寄生電容。采用上述配置，第一 TFT 10用來驅(qū)動OLED 70，第二 TFT 20用作開關(guān)或補償電 路。此外，第二 TFT 20可用在基板主體111的非顯示區(qū)域NA(圖1所示)中形成的驅(qū) 動電路中。然而，根據(jù)該示例性實施例的OLED顯示器101不局于此。S卩，第一 TFT 10可 用在基板主體111的非顯示區(qū)域NA(圖1所示)中形成的驅(qū)動電路中。此外，第一 TFT 10和第二 TFT 20皆可形成在基板主體111的非顯示區(qū)域NA(圖1所示)中形成的驅(qū)動電路中。由于第一 TFT 10連接到OLED 70并驅(qū)動OLED 70，所以高的電荷遷移率成為驅(qū) 動OLED 70的關(guān)鍵特性。因此，第一 TFT 10的與第一氧化物半導(dǎo)體層141相接觸的第 一源電極163和第一漏電極164局部地與第一柵電極121交疊以獲得高的電荷遷移率，盡
管會產(chǎn)生寄生電容。同時，通過將與第二氧化物半導(dǎo)體層142相接觸的第二源電極165和第二漏電極 166與第二柵電極122分離開，TFT 20減少了寄生電容的產(chǎn)生。此外，由于第二源電極 165和第二漏電極166與第二氧化物半導(dǎo)體層142之間的距離d在5 μ m之內(nèi)，故而第二 1 丁20能夠確保遷移率大于10117￥%即，第二 TFT 20在確保所需的電荷遷移率的同時 使寄生電容的產(chǎn)生最小化。利用上述配置，OLED顯示器101在于倒置交錯結(jié)構(gòu)中使用氧化物TFT的同時， 使寄生電容的產(chǎn)生最小化。然而，根據(jù)該示例性實施例的OLED顯示器101不限于此。 舉例來說，OLED顯示器101中所用的所有TFT可具有與第二 TFT 20相同的結(jié)構(gòu)。更 詳細地說，在OLED顯示器101中，單個像素PE可包括多個第二 TFT而非包括第一 TFT 10和第二 TFT 20。更確切地說，通過在基板主體111的顯示區(qū)域DA和非顯示區(qū)域NA 形成，第二 TFT 20還可作為第一 TFT 10來工作。在此情況下，OLED 70可與多個第二 TFT 20中的一個相連接。S卩，第二 TFT 20可用于驅(qū)動OLED 70，并可用在開關(guān)或補償 電路中。根據(jù)上述配置，OLED顯示器101可在于倒置交錯結(jié)構(gòu)中使用氧化物TFT的同 時使寄生電容的產(chǎn)生極端最小化。以下，將參照圖4和圖5描述根據(jù)示例性實施例的試驗例。在試驗中，正如根 據(jù)示例性實施例的第二 TFT 20，使用了具有與氧化物半導(dǎo)體層相接觸的源電極和漏電極 不與柵電極交疊的結(jié)構(gòu)的TFT。此外，試驗中所使用的TFT的寬度和長度分別被設(shè)置為 10 μ m。
與氧化物半導(dǎo)體層接觸的源電極和漏電極與柵電極之間的距離，在試驗例1中 設(shè)置為ο μ m，在試驗例2中設(shè)置為1 μ m，在試驗例3中設(shè)置為2 μ m，在試驗例4中設(shè) 置為3μιη，在試驗例5中設(shè)置為4 μ m。如圖4中所示，源電極和漏電極與柵電極之間的距離為4μιη，開/關(guān)電流比在 1051Ε-5到to IO8 1Ε-8之間，指示出令人滿意的性能。此外，如圖5所示，盡管源電極 和漏電極與柵電極之間的距離相對較大，為5μιη，但仍能夠?qū)崿F(xiàn)大于lcm7Vs的電荷遷移率。這些試驗顯示如下的氧化物TFT提供了充足的電子遷移率以使該氧化TFT在抑 制產(chǎn)生寄生電容的同時使得自身可用在開關(guān)或補償電路中，該氧化TFT具有局部與氧化 物半導(dǎo)體層相接觸的源電極和漏電極，所述源電極和漏電極沿與該TFT在其上形成的基 板主體平行的方向與柵電極分離。盡管已經(jīng)結(jié)合實踐中的示例性實施例描述了本公開，但是應(yīng)理解，本發(fā)明并不 限于所公開的實施例，而是相反，意在覆蓋在所附權(quán)利要求精神和范圍之類的各種修改 和等同配置。
權(quán)利要求
1.一種有機發(fā)光二極管顯示器，包括基板主體；位于所述基板主體上的薄膜晶體管；和位于所述基板主體上的有機發(fā)光二極管，其中所述薄膜晶體管包括柵電極、以絕緣方式設(shè)置在所述柵電極上的氧化物半導(dǎo)體 層、以及分別與所述氧化物半導(dǎo)體層相接觸的源電極和漏電極，并且所述源電極和所述漏電極二者與所述氧化物半導(dǎo)體層相接觸的部分沿與所述基板主 體平行的方向以預(yù)定距離與所述柵電極分離。
2.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中所述源電極和所述漏電極二者與 所述氧化物半導(dǎo)體層相接觸的所述部分沿與所述基板主體平行的方向以大于0 μ m、不大 于5μ m的距離與所述柵電極分離。
3.如權(quán)利要求2所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中所述基板主體劃分為顯示區(qū)域和 非顯示區(qū)域，所述基板主體的顯示區(qū)域中形成多個像素以顯示圖像。
4.如權(quán)利要求3所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中所述多個像素中的各個像素包括 多個薄膜晶體管。
5.如權(quán)利要求4所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中所述有機發(fā)光二極管設(shè)置在所述 多個像素中的各個像素中，并直接連接到所述多個薄膜晶體管中的一個薄膜晶體管。
6.如權(quán)利要求5所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中所述薄膜晶體管形成在所述基板 主體的顯示區(qū)域和非顯示區(qū)域二者中。
7.如權(quán)利要求3所述的有機發(fā)光二極管顯示器，進一步包括附加的薄膜晶體管，在該 附加的薄膜晶體管中，所述源電極和漏電極的與氧化物半導(dǎo)體層相接觸的部分的至少部 分沿與所述基板主體平行的方向與柵電極交疊。
8.如權(quán)利要求7所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中所述多個像素中的各像素包括至 少一個薄膜晶體管和至少一個附加的薄膜晶體管。
9.如權(quán)利要求8所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中所述有機發(fā)光二極管設(shè)置在各個 像素處且直接與所述附加的薄膜晶體管連接。
10.權(quán)利要求9所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中所述薄膜晶體管形成在所述基板 主體的顯示區(qū)域和非顯示區(qū)域二者中，所述附加的薄膜晶體管僅形成在所述基板主體的 顯示區(qū)域中。
11.如權(quán)利要求9所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中所述薄膜晶體管僅形成在所述 基板主體的顯示區(qū)域中，所述附加的薄膜晶體管形成在所述基板主體的顯示區(qū)域和非顯 示區(qū)域二者中。
12.如權(quán)利要求9所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中所述薄膜晶體管和所述附加的 薄膜晶體管分別皆形成在所述基板主體的顯示區(qū)域和非顯示區(qū)域二者中。
13.如權(quán)利要求9所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中僅所述連接到所述有機發(fā)光二 極管的附加的薄膜晶體管使源電極和漏電極的與氧化物半導(dǎo)體層相接觸的至少部分沿與 所述基板主體平行的方向與柵電極交疊。
14.如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中所述氧化物半導(dǎo)體層包括鈣、 銦、鋅和錫中的至少一種以及氧。
15.如權(quán)利要求14所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中所述柵電極是金屬。
16.如權(quán)利要求14所述的有機發(fā)光二極管顯示器，其中所述柵電極是摻雜的多晶硅。
全文摘要
一種有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器，包括基板主體、形成在所述基板主體上的薄膜晶體管和形成在所述基板主體上的OLED。所述薄膜晶體管包括柵電極、以絕緣方式設(shè)置在所述柵電極上的氧化物半導(dǎo)體層、以及分別與所述氧化物半導(dǎo)體層相接觸的源電極和漏電極。所述源電極和所述漏電極二者與所述氧化物半導(dǎo)體層相接觸的部分沿與所述基板主體平行的方向以預(yù)定距離與所述柵電極分離。
文檔編號H01L29/41GK102013433SQ201010274658
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者崔鐘炫, 梁熙元, 鄭在景 申請人:三星移動顯示器株式會社