有机发光二极管显示设备及其制造方法

专利名称：有机发光二极管显示设备及其制造方法
技术领域：
本发明的示例性实施例涉及有机发光二极管(OLED)显示设备及其制造方法。
背景技术：
作为平板显示器(FPD)的一个类型，有机发光二极管(OLED)显示设备较之液晶显 示器(LCD)可能具备更高的亮度和更广的视角。此外，OLED显示设备无需背光单元，因而 可以制作得更薄。OLED显示设备按驱动方式分类为被动矩阵型或主动矩阵型。主动矩阵型OLED显 示设备可包括使用薄膜晶体管(TFT)的电路。此外，尽管可通过使用利用激光束结晶的多 晶硅(poly-Si)来获得TFT的半导体层，但是结晶过程中可能会产生诸如条状斑纹之类的 缺陷。

发明内容
本发明的非限制性示例实施例提供一种有机发光二极管(OLED)显示设备及其制 造方法，其可减少或最小化由诸如激光照射装置的振荡激光束的输出非均勻性之类的因素 导致的条状斑纹，并且不会降低设备的制造生产率。根据本发明的非限制性示例实施例，提供一种有机发光二极管(OLED)显示设备。 该OLED显示设备包括多条扫描线；与所述扫描线交叉的多条数据线；以及位于所述扫描 线与所述数据线的交叉区域的多个像素。各个像素包括0LED、开关晶体管、驱动晶体管和 电容器。所述开关晶体管包括连接到所述扫描线中的一条扫描线的栅电极和连接到所述 数据线中的一条数据线的第一电极。所述驱动晶体管连接在所述OLED与电压源供应线之 间，且包括半导体层和连接到所述开关晶体管的第二电极的栅电极。所述电容器连接在所 述驱动晶体管的栅电极与所述电压源供应线之间。所述多个像素中沿所述扫描线或所述数 据线设置的相邻两个像素的驱动晶体管的半导体层沿不同的长度方向延伸。所述开关晶体管可进一步包括半导体层。所述开关晶体管和所述驱动晶体管各自 的半导体层可包括源极区域和漏极区域和沟道区域。所述开关晶体管和所述驱动晶体管各 自的栅电极可位于与所述半导体层的沟道区域对应的位置。所述开关晶体管和所述驱动晶 体管各自可进一步包括源电极、漏电极和栅极绝缘层。所述源电极和漏电极可分别连接到 所述半导体层的源极区域和漏极区域。所述栅极绝缘层可位于所述半导体层与所述栅电极 之间。所述开关晶体管和所述驱动晶体管可具有相同的结构。所述多个像素中沿所述扫描线或所述数据线的相邻两个像素的驱动晶体管的半 导体层可沿不同的长度方向延伸。具有不同的长度方向的相邻像素中的任意相邻两个像素 的驱动晶体管的半导体层的长度方向之间的角度差可基本上彼此相同。所述多个像素中沿所述扫描线或所述数据线设置的基本上任意相邻两个像素的 驱动晶体管的半导体层可沿不同的长度方向延伸。5
所述开关晶体管的半导体层和所述驱动晶体管的半导体层可利用通过激光束结 晶的多晶硅(poly-Si)来形成。所述开关晶体管的半导体层和所述驱动晶体管的半导体层可具有以平行于所述 扫描线或所述数据线的方式形成的晶粒界面。所述多个像素中沿所述扫描线或所述数据线设置的基本上任意相邻两个像素的 驱动晶体管的半导体层可沿不同的长度方向延伸。根据本发明的另一非限制性示例实施例，提供一种有机发光二极管(OLED)显示 设备。该OLED显示设备包括多个像素，位于多条数据线和多条扫描线的交叉区域，数据信 号从数据驱动器通过所述多条数据线来传送，扫描信号从扫描驱动器通过所述多条扫描线 来传送。各个像素包括由多个薄膜晶体管(TFT)控制的0LED，各个TFT包括半导体层、栅 极绝缘层、源电极和漏电极以及栅电极。与所述多个像素中沿所述扫描线或所述数据线设 置的相邻两个像素的OLED相连接的TFT的半导体层沿不同的长度方向延伸。各个像素可进一步包括电容器、所述TFT中的驱动晶体管和所述TFT中的驱动晶 体管。所述电容器可被配置为存储所述数据信号之中的数据信号。所述驱动晶体管可被配 置为向所述OLED施加与所述数据信号相对应的驱动电流。所述开关晶体管可被配置为响 应于所述扫描信号中的一个扫描信号，向所述驱动晶体管的栅极端子施加所述数据信号。 所述多个像素中沿所述扫描线或所述数据线设置的相邻两个像素的驱动晶体管的半导体 层可沿不同的长度方向延伸。与所述多个像素中沿所述扫描线或所述数据线的相邻两个像素的OLED相连接的 TFT的半导体层可沿不同的长度方向延伸。与具有不同的长度方向的相邻像素中的任意相 邻两个像素的OLED相连接的TFT的半导体层的长度方向之间的角度差可基本上彼此相同。与所述多个像素中沿所述扫描线或所述数据线设置的基本上任意相邻两个像素 的OLED相连接的TFT的半导体层可沿不同的长度方向延伸。所述TFT的半导体层可利用通过激光束结晶的多晶硅(poly-Si)来形成。所述TFT的半导体层可具有以平行于所述扫描线或所述数据线的方式形成的晶 粒界面。与所述多个像素中沿所述扫描线或所述数据线设置的基本上任意相邻两个像素 的OLED相连接的TFT的半导体层可沿不同的长度方向延伸。根据本发明的又一非限制性示例实施例，提供一种制造有机发光二极管(OLED) 显示设备的方法。该OLED显示设备包括基板、多条数据线、多条扫描线和位于所述扫描线 与所述数据线的交叉区域的多个像素。该方法包括针对所述各个像素，在所述基板上形成 开关晶体管和驱动晶体管。所述开关晶体管包括第一半导体层、栅极绝缘层、第一源电极/ 漏电极和第二源电极/漏电极以及第一栅电极。所述驱动晶体管包括第二半导体层、栅极 绝缘层、第三源电极/漏电极和第四源电极/漏电极以及第二栅电极。该方法进一步包括 形成所述扫描线和所述数据线，各条扫描线连接到所述多个像素中各个像素的开关晶体管 的第一栅电极，各条数据线连接到所述多个像素中各个像素的开关晶体管的第一源电极/ 漏电极。该方法进一步包括在所述各个像素的开关晶体管和驱动晶体管上形成保护层。该 方法进一步包括针对各个像素形成0LED，该OLED包括连接到所述驱动晶体管的第四源电 极/漏电极的下电极、包括至少一个发射层(EML)的有机层以及位于所述保护层上的上电6极。所述多个像素中沿所述扫描线或所述数据线设置的相邻两个像素的第二半导体层沿不 同的长度方向延伸。所述第一半导体层和所述第二半导体层可通过利用激光束使非晶硅(a-Si)结晶 成多晶硅(poly-Si)来形成。用于使a-Si结晶的激光束可沿平行于所述扫描线或所述数据线的方向来照射。所述多个像素中沿所述扫描线或所述数据线的相邻两个像素的第二半导体层可 沿不同的长度方向延伸。具有不同的长度方向的相邻像素中任意相邻两个像素的驱动晶体 管的第二半导体层的长度方向之间的角度差可基本上彼此相同。该方法可进一步包括在所述保护层上形成平坦化层。


将参照附图结合本发明的某些非限制性示例实施例来描述本发明的上述及其他 特征，在附图中图1是根据本发明的非限制性示例实施例的有机发光二极管(OLED)显示器的电 路图；图2是图1的区域“A”的正视图；以及图3是沿图2的线1-1’截取的剖视图。
具体实施例方式针对本发明的非限制性示例实施例的更加详细描述，正如附图中所示出的，将使 本发明的上述及其他特征和方面变得易懂。在附图中，层或区域的厚度为清晰起见而有所 夸大；贯穿整套附图，相同的附图标记始终用于指代相同的元件。在随后的说明书和权利要求中，当描述某元件“连接”到另一元件时，该元件可以 “直接连接”到此另一元件，也可以经第三元件“电连接”到此另一元件。此外，除非明确表 达相反的意见，“包括”一词及其各种变体皆应理解为意指含括所提到的元件而同时并不排 除其他元件。考虑到制造有机发光二极管显示设备时的大规模生产和效率，利用激光束的硅结 晶方法包括利用气体激光振荡器(例如，准分子激光器)或者固体激光振荡器(例如，YAG 激光器)输出聚束(beam-spot)激光束；利用光学系统将所述聚束激光束处理为具备一长 度(例如，预定长度)的线性激光束；和将所述线性激光束照射到基板上。然而，由于激光 束的高干涉特性，在线性激光束的长轴和短轴上会出现散斑，这导致基板上形成的多晶硅 层的晶体均一性下降。此外，为减少或最小化条状斑纹的产生，可以以不同的角度(例如，以预定的角 度)将线性激光束照射到基板上以使激光束以及与激光束相关的散斑以散射或随机方式 照射到基板上。然而，当基板与激光束成不同角度(例如，预定角度)时，依照基板与激光 束之间所有这些不同角度的处理时间可能会增长，而控制像素之间的交叠区域和这些不同 激光束角度也可能是困难的。因此，可能会降低设备的制造生产率。非限制性示例实施例图1是根据本发明非限制性示例实施例的有机发光二极管(OLED)显示设备(即，7有机发光显示设备)的电路图，图2是图1的区域“A”的平视图。参照图1和图2，根据本发明非限制性示例实施例的OLED显示设备包括显示单元 100、数据驱动器110和扫描驱动器120。显示单元100可用于显示图像(例如，预定图像)。 数据驱动器Iio可用于通过多条数据线Dl-Dm向显示单元100施加数据信号。此外，扫描 驱动器120可用于通过多条扫描线Sl-Sn向显示单元100施加扫描信号。因此，显示单元100可用于响应于扫描信号和数据信号显示图像。显示单元100 包括位于数据线Dl-Dm与扫描线Sl-Sm的交叉区域处的多个像素。这些像素中各个像素皆 包括有机发光二极管(OLED)、开关晶体管TRs、驱动晶体管TRd和电容器Cst。开关晶体管 TRs具有连接到扫描线Sl-Sn中的一条扫描线的栅电极Ml以及连接到数据线Dl-Dm中的 一条数据线的第一电极。开关晶体管TRs可响应于扫描信号之一传送数据信号之一。驱动 晶体管TRd连接在OLED和电压源供应线ELVDD之间，且具有连接到开关晶体管TRs的第二 电极的栅电极对3。驱动晶体管TRd可传送与经开关晶体管TRs传送的数据信号对应的驱 动电流给OLED。电容器Cst连接在驱动晶体管TRd的栅电极243和电压源供应线ELVDD之 间，并用于存储数据信号。在一个非限制性示例实施例中，在沿扫描线Sl-Sn之一或者沿数据线Dl-Dn之一 设置的相邻两个像素中，驱动晶体管Trd的半导体层230形成为沿不同的长度方向(例如， 图2中示出的长度方向T1-T4)延伸，从而使沿该扫描线或沿该数据线设置的相邻两个像素 的特性之间产生差异。为描述方便起见，在图2中示出了四个不同的长度方向T1-T4并在 下面的非限制性示例实施例中描述这四个不同的长度方向T1-T4，但本发明的非限制性示 例实施例不限于此。利用激光束的结晶方法所引起的条状斑纹可以是因沿垂直于或平行于激光照射 方向的设置的驱动晶体管TRd的半导体层230之间的电子迁移率存在差异而引起的。这 可能要归因于由于激光束的高干扰特性在线性激光束的长轴与短轴上引起的散斑。因此， 当通过使相邻两个像素的驱动晶体管TRd沿不同的长度方向T1-T4延伸而引起比散度 (specific dispersion)时，与(到线性束的)电子迁移率的差别有关的亮度差异可降低， 从而减轻条状斑纹。此处，由于条状斑纹可出现在与激光照射方向垂直或者平行的一个或者两个方向 上，沿扫描线Sl-Sn和数据线Dl-Dm设置的所有(或者几乎所有)相邻像素对的驱动晶体 管TRd可形成为按不同的长度方向T1-T4延伸。以类似的方式，沿扫描线Sl-Sn或者沿数据线Dl-Dm设置的相邻两个像素中的开 关晶体管TRs的半导体层220可形成为按不同的长度方向延伸。然而，需要更大的面积(例 如，预定面积)以使相邻两个像素的半导体层220和230按不同的长度方向延伸。因此，像 素电路可能会复杂化，发射区可能会变小。故而，在某些非限制性示例实施例中，仅位于相 邻像素中且被配置为产生与数据信号对应的驱动电流的驱动晶体管TRd的半导体层230可 形成为按不同的长度方向T1-T4延伸。随着沿扫描线Sl-Sn或者沿数据线Dl-Dm设置的相邻像素的驱动晶体管TRd之间 的电子迁移率的差增大，条状斑纹可降低。如下面的公式1所示，相邻两个像素的半导体层 230之间的电子迁移率的差是这相邻两个像素的驱动晶体管TRd的半导体层230所延伸的 长度方向T1-T4之间的角度θ 1-θ 4的角度差的函数。因此，为提高相邻半导体层之间的8电子迁移率的差，应选择相邻两个像素的驱动晶体管TRd的半导体层230所延伸的长度方 向T1-T4之间的角度θ 1- θ 4的角度差以提高公式1中的相应值。然而，当相邻两个像素的驱动晶体管TRd的半导体层230所延伸的长度方向Τ1-Τ4 之间的角度θ 1-θ 4的角度差改变时，可发生亮度不均勻。相应地，在某些非限制性示例实 施例中，相邻两个像素的驱动晶体管TRd的半导体层230所延伸的长度方向Τ1-Τ4之间的 角度θ 1- θ 4的角度差可以是固定的(或大体上固定的)。
权利要求
1.一种有机发光二极管显示设备，包括 多条扫描线；与所述多条扫描线交叉的多条数据线；以及 位于所述多条扫描线与所述多条数据线的交叉区域的多个像素， 其中所述多个像素中的每个像素包括 有机发光二极管；开关晶体管，包括连接到所述多条扫描线之一的栅电极和连接到所述多条数据线之一 的第一电极；驱动晶体管，连接在所述有机发光二极管与电压源供应线之间，且包括半导体层和连 接到所述开关晶体管的第二电极的栅电极；以及电容器，连接在所述驱动晶体管的栅电极与所述电压源供应线之间， 其中所述多个像素中沿所述多条扫描线或所述多条数据线设置的相邻两个像素的驱 动晶体管的半导体层沿不同的长度方向延伸。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示设备，其中 所述开关晶体管进一步包括半导体层，所述开关晶体管的半导体层包括源极区域和漏极区域以及沟道区域， 所述开关晶体管的栅电极位于与所述开关晶体管的半导体层的沟道区域对应的位置，并且所述开关晶体管进一步包括源电极和漏电极，分别连接到所述开关晶体管的半导体层的源极区域和漏极区域；以及位于所述开关晶体管的半导体层与所述开关晶体管的栅电极之间的栅极绝缘层， 所述驱动晶体管的半导体层包括源极区域和漏极区域以及沟道区域， 所述驱动晶体管的栅电极位于与所述驱动晶体管的半导体层的沟道区域对应的位置，并且所述驱动晶体管进一步包括源电极和漏电极，分别连接到所述驱动晶体管的半导体层的源极区域和漏极区域；以及位于所述驱动晶体管的半导体层与所述驱动晶体管的栅电极之间的栅极绝缘层。
3.根据权利要求2所述的有机发光二极管显示设备，其中所述开关晶体管和所述驱动 晶体管具有相同的结构。
4.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示设备，其中所述多个像素中沿所述多条 扫描线或所述多条数据线的相邻两个像素的驱动晶体管的半导体层沿不同的长度方向延 伸，并且具有不同的长度方向的相邻像素中的任意相邻两个像素的驱动晶体管的半导体层 的长度方向之间的角度差彼此相同。
5.根据权利要求1或4所述的有机发光二极管显示设备，其中所述多个像素中沿所述 多条扫描线或所述多条数据线设置的任意相邻两个像素的驱动晶体管的半导体层沿不同 的长度方向延伸。
6.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示设备，其中所述开关晶体管的半导体层和所述驱动晶体管的半导体层利用通过激光束结晶的多晶硅来形成。
7.根据权利要求6所述的有机发光二极管显示设备，其中所述开关晶体管的半导体层 和所述驱动晶体管的半导体层具有以平行于所述多条扫描线或所述多条数据线的方式形 成的晶粒界面。
8.一种有机发光二极管显示设备，包括多个像素，位于多条数据线和多条扫描线的交叉区域，数据信号从数据驱动器通过所 述多条数据线来传送，扫描信号从扫描驱动器通过所述多条扫描线来传送，所述多个像素 中的每个像素包括由多个薄膜晶体管控制的有机发光二极管，所述多个薄膜晶体管中的每个薄膜晶体管 包括半导体层； 栅极绝缘层； 源电极和漏电极；以及 栅电极，其中与所述多个像素中沿所述多条扫描线或所述多条数据线设置的相邻两个像素的 有机发光二极管相连接的所述多个薄膜晶体管的半导体层沿不同的长度方向延伸。
9.根据权利要求8所述的有机发光二极管显示设备，其中所述多个像素中的每个像素 进一步包括电容器，被配置为存储所述数据信号之中的数据信号；所述薄膜晶体管中的驱动晶体管，被配置为向所述有机发光二极管施加与所述数据信 号相对应的驱动电流；以及所述薄膜晶体管中的开关晶体管，被配置为响应于所述多个扫描信号中的一个扫描信 号，向所述驱动晶体管的栅极端子施加该数据信号，其中所述多个像素中沿所述多条扫描线或所述多条数据线设置的相邻两个像素的驱 动晶体管的半导体层沿不同的长度方向延伸。
10.根据权利要求8所述的有机发光二极管显示设备，其中与所述多个像素中沿所述 多条扫描线或所述多条数据线的相邻两个像素的有机发光二极管相连接的薄膜晶体管的 半导体层沿不同的长度方向延伸，并且与具有不同的长度方向的相邻像素中的任意相邻两 个像素的有机发光二极管相连接的薄膜晶体管的半导体层的长度方向之间的角度差彼此 相同。
11.根据权利要求8或10所述的有机发光二极管显示设备，其中与所述多个像素中沿 所述多条扫描线或所述多条数据线设置的任意相邻两个像素的有机发光二极管相连接的 所述多个薄膜晶体管的半导体层沿不同的长度方向延伸。
12.根据权利要求8所述的有机发光二极管显示设备，其中所述多个薄膜晶体管的半 导体层利用通过激光束结晶的多晶硅来形成。
13.根据权利要求12所述的有机发光二极管显示设备，其中所述多个薄膜晶体管的半 导体层具有以平行于所述多条扫描线或所述多条数据线的方式形成的晶粒界面。
14.一种制造有机发光二极管显示设备的方法，该有机发光二极管显示设备包括基 板、多条数据线、多条扫描线和位于所述多条扫描线与所述多条数据线的交叉区域的多个像素，该方法包括针对所述各个像素，在所述基板上形成开关晶体管和驱动晶体管，其中所述开关晶体 管包括第一半导体层、栅极绝缘层、第一源电极/漏电极和第二源电极/漏电极以及第一栅 电极，并且所述驱动晶体管包括第二半导体层、栅极绝缘层、第三源电极/漏电极和第四源 电极/漏电极以及第二栅电极；形成所述多条扫描线和所述多条数据线，各条扫描线连接到所述多个像素中各个像素 的开关晶体管的第一栅电极，各条数据线连接到所述多个像素中各个像素的开关晶体管的 第一源电极/漏电极；在所述多个像素中的每个像素的开关晶体管和驱动晶体管上形成保护层；以及针对所述多个像素中的每个像素形成有机发光二极管，该有机发光二极管包括连接 到所述驱动晶体管的第四源电极/漏电极的下电极、包括至少一个发射层的有机层以及位 于所述保护层上的上电极，其中所述多个像素中沿所述多条扫描线或所述多条数据线设置的相邻两个像素的第 二半导体层沿不同的长度方向延伸。
15.根据权利要求14所述的制造有机发光二极管显示设备的方法，其中所述第一半导 体层和所述第二半导体层通过利用激光束使非晶硅结晶成多晶硅来形成。
16.根据权利要求15所述的制造有机发光二极管显示设备的方法，其中用于使非晶硅 结晶的激光束沿平行于所述多条扫描线或所述多条数据线的方向来照射。
17.根据权利要求14所述的制造有机发光二极管显示设备的方法，其中所述多个像素 中沿所述多条扫描线或所述多条数据线的相邻两个像素的第二半导体层沿不同的长度方 向延伸，并且具有不同的长度方向的相邻像素中任意相邻两个像素的驱动晶体管的第二半 导体层的长度方向之间的角度差彼此相同。
18.根据权利要求14所述的制造有机发光二极管显示设备的方法，进一步包括在所 述保护层上形成平坦化层。
全文摘要
提供一种有机发光二极管(OLED)显示设备及其制造方法。位于OLED显示设备中所包括的相邻两个像素中的驱动晶体管的半导体层可沿不同的长度方向延伸。因此，可改进OLED显示设备的条状斑纹。
文档编号G09G3/32GK102044557SQ20101050695
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月11日 优先权日2009年10月15日
发明者李洪鲁, 李相祚 申请人:三星移动显示器株式会社