有机发光二极管显示器及其制造方法

有机发光二极管显示器及其制造方法
【专利摘要】本发明公开有机发光二极管显示器及其制造方法。该有机发光二极管显示器包括：基板，在基板上形成的且传递扫描信号的扫描线，与扫描线交叉且分别传递数据信号和驱动电压的数据线和驱动电压线，与扫描线和数据线连接的开关薄膜晶体管，与开关薄膜晶体管和驱动电压线连接的驱动薄膜晶体管，以及与驱动薄膜晶体管连接的有机发光二极管。驱动薄膜晶体管包括：驱动半导体层，覆盖驱动半导体层的第一栅绝缘层，在第一栅绝缘层上形成的浮置栅电极，第二栅绝缘层，以及在第二栅绝缘层上形成的驱动栅电极。
【专利说明】有机发光二极管显示器及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及有机发光二极管(OLED)显示器及其制造方法。
【背景技术】
[0002]有机发光二极管显示器包括两个电极和介于两个电极之间的有机发光层，从一个电极注入的电极和从另一电极注入的空穴在有机发光层内彼此结合，从而形成激子，并且当激子放出能量时发光。
[0003]有机发光二极管显示器包括多个像素，多个像素包括属于自发光元件的有机发光二极管，并且在每个像素中形成用于驱动有机发光二极管的多个薄膜晶体管和至少一个电容器。多个薄膜晶体管基本包括开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管。
[0004]在开关薄膜晶体管中，在栅电极和半导体层之间形成具有薄厚度的栅绝缘层，以获得快速的开关操作。在此情况下，由于与开关薄膜晶体管形成在同一层上的驱动薄膜晶体管的栅绝缘层的厚度减少，所以向驱动薄膜晶体管的栅电极施加的栅电压的驱动范围变窄。因此，为了保证很多灰度而控制驱动薄膜晶体管的栅电压的幅度是困难的。
[0005]在该背景部分中公开的上述信息仅仅是为了加深理解所描述的技术背景，因此其可以包含不构成本国对于本领域技术人员而言已知的现有技术的信息。

【发明内容】

[0006]开发本发明，以提供一种使驱动薄膜晶体管的驱动范围展宽从而显示很多灰度的有机发光二极管显示器以及该有机发光二极管显示器的制造方法。
[0007]示例性实施例提供一种有机发光二极管显示器，该有机发光二极管显示器包括:基板，在所述基板上形成的且传递扫描信号的扫描线，与所述扫描线交叉且分别传递数据信号和驱动电压的数据线和驱动电压线，与所述扫描线和所述数据线连接的开关薄膜晶体管，与所述开关薄膜晶体管和所述驱动电压线连接的驱动薄膜晶体管，以及与所述驱动薄膜晶体管连接的有机发光二极管。所述驱动薄膜晶体管可以包括:驱动半导体层，所述驱动半导体层包括驱动沟道区、驱动源区和驱动漏区，所述驱动沟道区介于所述驱动源区和所述驱动漏区之间；覆盖所述驱动半导体层的第一栅绝缘层；浮置栅电极，在所述第一栅绝缘层上形成且在与所述驱动沟道区对应的位置处形成；覆盖所述第一栅绝缘层和所述浮置栅电极的第二栅绝缘层；以及驱动栅电极，在所述第二栅绝缘层上形成且在与所述浮置栅电极对应的位置处形成。
[0008]所述驱动栅电极的宽度可以与所述浮置栅电极的宽度相同或小于所述浮置栅电极的宽度。
[0009]所述驱动栅电极的宽度和所述浮置栅电极的宽度之间的差值可以是4 μ m或4 μ m以下。
[0010]当在所述驱动栅电极和所述浮置栅电极之间形成的第一浮置电容器由Cl限定且在所述浮置栅电极和所述驱动漏区之间形成的第二浮置电容器由C2限定时，C2/C1 (所述第一浮置电容器和所述第二浮置电容器的比值)可以大于O且小于2。
[0011]所述开关薄膜晶体管可以包括:开关薄膜半导体层，所述开关薄膜半导体层包括开关沟道区、开关源区和开关漏区，所述开关沟道区介于所述开关源区和所述开关漏区；以及在所述第一栅绝缘层上形成的开关栅电极，所述开关栅电极覆盖所述开关半导体层并且在与所述开关沟道区对应的位置处形成。并且所述第一栅绝缘层和所述浮置栅电极可以覆盖所述第二栅绝缘层。
[0012]所述开关栅电极可以与所述扫描线连接，并且所述浮置栅电极可以与所述扫描线分离。
[0013]另一示例性实施例提供一种有机发光二极管显示器的制造方法，该方法包括:在基板上形成开关半导体层和驱动半导体层；形成覆盖所述开关半导体层和所述驱动半导体层的第一栅绝缘层；在所述第一栅绝缘层上的在与所述开关半导体层和所述驱动半导体层部分重叠的位置分别形成开关栅电极和浮置栅电极；通过使用所述开关栅电极和所述浮置栅电极作为掩膜对所述开关半导体层和所述驱动半导体层掺杂杂质，以分别形成开关源区、开关漏区、驱动源区和驱动漏区；形成覆盖所述第一栅绝缘层、所述开关栅电极和所述浮置栅电极的第二栅绝缘层；以及在所述第二栅绝缘层上的与所述浮置栅电极对应的位置形成驱动栅电极。
[0014]所述开关源区、所述开关漏区、所述驱动源区和所述驱动漏区的杂质掺杂浓度可以彼此相同。
[0015]所述开关栅电极可以与传递扫描信号的扫描线连接并且可以与所述扫描线形成
在同一层上。
[0016]所述浮置栅电极可以形成为与所述扫描线分离。
[0017]该制造方法可以进一步包括:在所述第二栅绝缘层和所述驱动栅电极上形成层间绝缘层；在所述层间绝缘层上形成与所述扫描线交叉并且分别传递数据信号和驱动电压的数据线和驱动电压线；形成覆盖所述数据线和所述驱动电压线的上部的保护层；以及在所述保护层上形成与所述驱动薄膜晶体管连接的有机发光二极管。
[0018]根据示例性实施例，有可能形成驱动半导体层，使得所述驱动半导体层的杂质掺杂浓度与开关半导体层的杂质掺杂浓度相同，同时通过在驱动半导体层上形成浮置栅电极来执行杂质掺杂过程以及在浮置栅电极上形成第二栅绝缘层以及驱动栅电极来彼此重叠，展宽驱动范围。
【专利附图】

【附图说明】
[0019]当结合附图思考下面的【具体实施方式】时，本发明的更全面的理解及其很多相关的优点将显而易见，因为本发明通过参考【具体实施方式】变得更容易理解，在附图中相同的附图标记表示相同或相似的组件，其中:
[0020]图1是根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的一个像素的等效电路。
[0021]图2是示意性示出根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的一个像素中多个薄膜晶体管和电容器的位置的图。
[0022]图3是根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的一个像素的特定布局图。
[0023]图4是沿图3的有机发光二极管显示器的线IV-1V截取的剖面图。[0024]图5是沿图3的有机发光二极管显示器的线V-V截取的剖面图。
[0025]图6是示意性示出根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的第一浮置电容器和第二浮置电容器的图。
[0026]图7是示出驱动电流随向根据示例性实施例的有机发光二极管显示器中的驱动薄膜晶体管的驱动漏电极施加的驱动漏电压变化的图，并且图8是示出驱动电流随向已知的有机发光二极管显示器中的驱动薄膜晶体管的驱动漏电极施加的驱动漏电压变化的图。
[0027]图9至图11是顺序地示出根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的制造方法的剖面图。
【具体实施方式】
[0028]在下文中，将参照示出本发明示例性实施例的附图更全面地描述本发明。如本领域技术人员将认识到的，在均不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的形式修改所描述的实施例。
[0029]附图和描述在本质上应被视为是说明性的，而非限制性的。在整个说明书中，相同的附图标记代表相同的元件。
[0030]而且，图中示出的每个部件的尺寸和厚度是为了理解和方便描述而任意示出的，但是本发明不局限于此。
[0031]在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、板、区域等的厚度。在附图中，为了理解和方便描述，放大了一些层和区域的厚度。将理解，当像层、膜、区域或衬底这样的元件被称为位于另一元件“上”时，其可以直接位于另一元件上或者还可以存在插入中间的元件。
[0032]而且，在说明书中除非相反地明确描述，否则词语“包括”及变体(例如“包含”或“含”)将被理解为暗含包括所说明的元件，但不排除任何其它元件。此外，在说明书中，词语
“在......上”指放置在对象部分上方或下方，而不本质上指根据重力方向放置在对象部分
的上面。
[0033]而且，在附图中示出具有包括一个像素、六个薄膜晶体管(TFT)和两个电容器的6Tr-2Cap结构的有源矩阵(AM)型有机发光二极管显示器，但是本发明不局限于此。因此，有机发光二极管显示器可以包括一个像素、多个薄膜晶体管和至少一个电容器，并且可以进一步形成单独的线或者可以省略已知的线来提供不同的结构。这里，像素指显示图像的最小单元，并且有机发光二极管显示器通过多个像素显示图像。
[0034]现在将关于图1至图5详细地描述根据示例性实施例的有机发光二极管显示器。
[0035]图1是根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的一个像素的等效电路。
[0036]如图1中所示，根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的一个像素包括多条信号线121、122、123、124、171和172，多个薄膜晶体管Tl、T2、T3、T4、T5和T6，电容器Cst和Cb，以及与多条信号线连接的有机发光二极管(0LED)。
[0037]薄膜晶体管包括驱动薄膜晶体管Tl、开关薄膜晶体管T2、补偿薄膜晶体管T3、初始化薄膜晶体管T4、第一发光控制薄膜晶体管T5以及第二发光控制薄膜晶体管T6，并且电容器Cst和Cb包括存储电容器Cst和升压电容器Cb。
[0038]信号线包括:传输扫描信号Sn的扫描线121，将前一扫描信号Sn-1传输至初始化薄膜晶体管T4的前一扫描线122，将发光控制信号En传输至第一发光控制薄膜晶体管T5和第二发光控制薄膜晶体管T6的发光控制线123，与扫描线121交叉且传输数据信号Dm的数据线171，传输驱动电压ELVDD且几乎与数据线171平行形成的驱动电压线172，以及传输对驱动薄膜晶体管Tl进行初始化的初始化电压Vinit的初始化电压线124。
[0039]驱动薄膜晶体管Tl的栅电极Gl与存储电容器Cst的一端Cstl连接，驱动薄膜晶体管Tl的源电极SI经由第一发光控制薄膜晶体管T5与驱动电压线172连接，驱动薄膜晶体管Tl的漏电极Dl经由第二发光控制薄膜晶体管T6与有机发光二极管(OLED)的阳极电连接。驱动薄膜晶体管Tl根据开关薄膜晶体管T2的开关操作来接收数据信号Dm，以便向有机发光二极管(OLED)供应驱动电流。
[0040]开关薄膜晶体管T2的栅电极G2与扫描线121连接，开关薄膜晶体管T2的源电极S2与数据线171连接，并且开关薄膜晶体管T2的漏电极D2经由第一发光控制薄膜晶体管T5与驱动电压线172连接，同时与驱动薄膜晶体管Tl的源电极SI连接。开关薄膜晶体管T2根据通过扫描线121传输的扫描信号Sn导通，以便执行将数据线171上的数据信号Dm传输至驱动薄膜晶体管Tl的源电极SI的开关操作。
[0041]补偿薄膜晶体管T3的栅电极G3与扫描线121连接，补偿薄膜晶体管T3的源电极S3与驱动薄膜晶体管Tl的漏电极Dl连接并且经由第二发光控制薄膜晶体管T6与有机发光二极管(OLED)的阳极连接，并且补偿薄膜晶体管T3的漏电极D3与升压电容器Cb的一端Cbl连接且与初始化薄膜晶体管T4的漏电极D4连接。补偿薄膜晶体管T3根据通过扫描线121传递的扫描信号Sn导通，以便将驱动薄膜晶体管Tl的栅电极Gl和漏电极Dl彼此连接，从而对驱动薄膜晶体管Tl执行二极管连接。因此，驱动电流流经被二极管连接的驱动薄膜晶体管Tl。
[0042]初始化薄膜晶体管T4的栅电极G4与前一扫描线122连接，初始化薄膜晶体管T4的源电极S4与初始化电压线124连接，并且初始化薄膜晶体管T4的漏电极D4与升压电容器Cb的一端Cbl连接、与存储电容器Cst的一端Cstl连接、与补偿薄膜晶体管T3的漏电极D3连接并与驱动薄膜晶体管Tl的栅电极Gl连接。初始化薄膜晶体管T4根据通过前一扫描线122传递的前一扫描信号Sn-1导通，以便将初始化电压Vinit传递至驱动薄膜晶体管Tl的栅电极G1，因此执行对驱动薄膜晶体管Tl的栅电极Gl的电压进行初始化的初始化操作。
[0043]第一发光控制薄膜晶体管T5的栅电极G5与发光控制线123连接，第一发光控制薄膜晶体管T5的源电极S5与驱动电压线172连接，并且第一发光控制薄膜晶体管T5的漏电极D5与驱动薄膜晶体管Tl的源电极SI连接且与开关薄膜晶体管T2的漏电极D2连接。
[0044]第二发光控制薄膜晶体管T6的栅电极G6与发光控制线123连接，第二发光控制薄膜晶体管T6的源电极S6经由驱动薄膜晶体管Tl与第一发光控制薄膜晶体管T5的漏电极D5连接，并且第二发光控制薄膜晶体管T6的漏电极D6与有机发光二极管(OLED)的阳极电连接。第一发光控制薄膜晶体管T5和第二发光控制薄膜晶体管T6根据通过发光控制线123传递的发光控制信号En导通，以便将驱动电压ELVDD传递至有机发光二极管(0LED)，因此允许驱动电流流进有机发光二极管(OLED)中。
[0045]与开关薄膜晶体管T2的栅电极G2连接的扫描线121与升压电容器Cb的另一端Cb2连接，升压电容器Cb的一端Cbl与驱动薄膜晶体管Tl的栅电极Gl连接。
[0046]存储电容器Cst的另一端Cst2与驱动电压线172连接，并且有机发光二极管(OLED )的阴极与公共电压ELVSS连接。由此，有机发光二极管(OLED )从驱动薄膜晶体管TI经由第二发光控制薄膜晶体管T6接收驱动电流Id来发光，从而显示图像。
[0047]下面，将详细地描述根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的一个像素的具体工作过程。
[0048]首先，在初始化时间段期间，通过前一扫描线122提供低电平的前一扫描信号Sn-1。然后，初始化薄膜晶体管T4根据低电平的前一扫描信号Sn-1导通，并且从初始化电压线124通过初始化薄膜晶体管T4向驱动薄膜晶体管Tl提供初始化电压Vinit,以便初始化驱动薄膜晶体管Tl。
[0049]此后，在数据编程时间段期间，通过扫描线121提供低电平的扫描信号Sn。然后，开关薄膜晶体管T2和补偿薄膜晶体管T3根据低电平的扫描信号Sn导通。
[0050]在此情况下，驱动薄膜晶体管Tl被补偿薄膜晶体管T3以二极管连接形式导通，具体地，由于驱动薄膜晶体管Tl在上面描述的初始化时间段期间被初始化，所以驱动薄膜晶体管Tl被正向(in forward direction)二极管连接。因此,从数据线171提供的数据信号Dm经过了开关薄膜晶体管T2、驱动薄膜晶体管Tl和补偿薄膜晶体管T3，使得与数据信号Dm和驱动薄膜晶体管Tl的阈值电压Vth之间的差值对应的电压被存储在存储电容器Cst中。
[0051]此后，如果停止提供扫描信号Sn并且扫描信号Sn的电压的电平变成高电平，那么向驱动薄膜晶体管Tl的栅电极Gl施加的电压根据扫描信号Sn的电压的波动宽度被升压电容器Cb的耦合行为改变。在此情况下，由于向驱动薄膜晶体管Tl的栅电极Gl施加的电压被存储电容器Cst和升压电容器Cb之间的电荷共享改变，所以向驱动栅电极Gl施加的电压改变量与扫描信号Sn的电压波动宽度以及存储电容器Cst和升压电容器Cb之间的电荷共享值成比例地波动。
[0052]此后，在发光时间段期间从发光控制线123提供的发光控制信号En的电平从高电平变成低电平。于是，在发光时间段期间，第一发光控制薄膜晶体管T5和第二发光控制薄膜晶体管T6被具有低电平的发光控制信号En导通。因而，驱动电压ELVDD通过驱动电压线172经过第一发光控制薄膜晶体管T5、驱动薄膜晶体管Tl、第二发光控制薄膜晶体管T6和有机发光二极管(0LED)，以便允许驱动电流流经到达公共电压ELVSS的路径。
[0053]驱动电流受驱动薄膜晶体管Tl控制，并且驱动薄膜晶体管Tl产生具有与向其栅电极Gl提供的电压对应的幅度的驱动电流。在此情况下，由于在上面描述的数据编程时间段期间，反映驱动薄膜晶体管Tl的阈值电压的电压被存储在存储电容器Cst内，所以在发光时间段期间驱动薄膜晶体管Tl的阈值电压得到补偿。
[0054]现在将关于图2至图5连同图1 一起详细描述图1中示出的有机发光二极管显示器的像素的详细结构。
[0055]图2是示意性示出根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的一个像素中的多个薄膜晶体管和电容器的位置的图，图3是根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的一个像素的特定布局图，图4是沿图3的有机发光二极管显示器的线IV-1V截取的剖面图，并且图5是沿图3的有机发光二极管显示器的线V-V截取的剖面图。
[0056]如图2至图5所示，根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的像素包括扫描线121、前一扫描线122、发光控制线123、初始化电压线124以及数据线171和驱动电压线172，扫描线121、前一扫描线122、发光控制线123和初始化电压线124分别施加扫描信号Sn、前一扫描信号Sn-1、发光控制信号En和初始化电压Vinit并且形成在行的方向，数据线171和驱动电压线172与扫描线121、前一扫描线122、发光控制线123和初始化电压线124中的每条线相交并且分别向像素施加数据信号Dm和驱动电压ELVDD。
[0057]而且，在像素中形成驱动薄膜晶体管Tl、开关薄膜晶体管T2、补偿薄膜晶体管T3、初始化薄膜晶体管T4、第一发光控制薄膜晶体管T5、第二发光控制薄膜晶体管T6、存储电容器Cst、升压电容器Cb和有机发光二极管(OLED ) 70。
[0058]驱动薄膜晶体管Tl、开关薄膜晶体管T2、补偿薄膜晶体管T3、初始化薄膜晶体管T4、第一发光控制薄膜晶体管T5和第二发光控制薄膜晶体管T6沿半导体层131形成，并且半导体层131被弯曲成具有各种形状。半导体层131由多晶硅制成，并且包括未掺杂有杂质的沟道区和在沟道区两侧形成的掺杂有杂质的源区和漏区。本发明中，根据薄膜晶体管的种类改变杂质，并且N型杂质或P型杂质是可使用的。半导体层131包括:在驱动薄膜晶体管Tl中形成的驱动半导体层131a，在开关薄膜晶体管T2中形成的开关半导体层131b，在补偿薄膜晶体管T3中形成的补偿半导体层131c，在初始化薄膜晶体管T4中形成的初始化半导体层131d，以及分别在第一发光控制薄膜晶体管T5和第二发光控制薄膜晶体管T6中形成的第一发光控制半导体层131e和第二发光控制半导体层131f。
[0059]驱动薄膜晶体管Tl包括驱动半导体层131a、驱动栅电极125a、驱动源电极176a和驱动漏电极177a。驱动源电极176a对应于驱动半导体层131a中掺杂有杂质的驱动源区176a，并且驱动漏电极177a对应于驱动半导体层131a中掺杂有杂质的驱动漏区177a。在驱动栅电极125a下面形成浮置栅电极25，以便与驱动栅电极125a重叠。浮置栅电极25与开关栅电极125b、补偿栅电极125c、第一发光控制栅电极125e、第二发光控制栅电极125f、扫描线121、前一扫描线122以及发光控制线123形成在同一层上。
[0060]开关薄膜晶体管T2包括开关半导体层131b、开关栅电极125b、开关源电极176b和开关漏电极177b。开关漏电极177b对应于开关半导体层131b中惨杂有杂质的开关漏区177b。
[0061]补偿薄膜晶体管T3包括补偿半导体层131c、补偿栅电极125c、补偿源电极176c和补偿漏电极177c，补偿源电极176c对应于补偿半导体层131c中掺杂有杂质的补偿源区，并且补偿漏电极177c对应于补偿半导体层131c中掺杂有杂质的补偿漏区。
[0062]初始化薄膜晶体管T4包括初始化半导体层131d、初始化栅电极125d、初始化源电极176d和初始化漏电极177d。初始化漏电极177d对应于初始化半导体层131d中掺杂有杂质的初始化漏区。
[0063]第一发光控制薄膜晶体管T5包括第一发光控制半导体层131e、第一发光控制栅电极125e、第一发光控制源电极176e和第一发光控制漏电极177e。第一发光控制漏电极177e对应于第一发光控制半导体层131e中掺杂有杂质的第一发光控制漏区。
[0064]第二发光控制薄膜晶体管T6包括第二发光控制半导体层131f、第二发光控制栅电极125f、第二发光控制源电极176f和第二发光控制漏电极177f。第二发光控制源电极176f对应于第二发光控制半导体层131f中掺杂有杂质的第二发光控制源区176f。
[0065]存储电容器Cst包括第一存储电容器板132和第二存储电容器板127，栅绝缘层140介于二者之间。本发明中，栅绝缘层140是介电材料，并且存储电容由在存储电容器Cst中积累的电荷和两块电容器板132和127之间的电压确定。
[0066]第一存储电容器板132与驱动半导体层131a、开关半导体层131b、补偿半导体层131c、第一发光控制半导体层131e和第二发光控制半导体层131f形成在同一层上,并且第二存储电容器板127与扫描线121、前一扫描线122等等形成在同一层上。
[0067]驱动薄膜晶体管Tl的驱动半导体层131a将开关半导体层131b、补偿半导体层131c、第一发光控制半导体层131e和第二发光控制半导体层131f彼此连接。因此，驱动源电极176a连接至开关漏电极177b和第一发光控制漏电极177e，并且驱动漏电极177a连接至补偿源电极176c和第二发光控制源电极176f。
[0068]存储电容器Cst的第一存储电容器板132与补偿漏电极177c和初始化漏电极177d连接，并且通过连接构件174与驱动栅电极125a连接。在此情况下，连接构件174与数据线171形成在同一层上。连接构件174通过在层间绝缘层160、第一栅绝缘层141和第二栅绝缘层142中形成的接触孔166与第一存储电容器板132连接，并且通过在层间绝缘层160中形成的接触孔167与驱动栅电极125a连接。
[0069]存储电容器Cst的第二存储电容器板127通过在层间绝缘层160中形成的接触孔168与公共电压线172连接，并且几乎与扫描线121平行形成。
[0070]升压电容器Cb的第一升压电容器板133是从第一存储电容器板132延伸的延伸部分，并且第二升压电容器板129是从扫描线121向上和向下突出的突出部分。
[0071]第一升压电容器板133具有锤形，并且第一升压电容器板133包括与驱动电压线172平行的柄部133a和在柄部133a的端部形成的头部133b。
[0072]第一升压电容器板133的头部133b放置在第二升压电容器板129中，以便与第二升压电容器板129重叠。因此，升压电容器Cb的第一升压电容器板133的面积小于第二升压电容器板129的面积。
[0073]同时，开关薄膜晶体管T2用作对要发光的像素进行选择的开关元件。开关栅电极125b与扫描线121连接，开关源电极176b与数据线171连接，并且开关漏电极177b与驱动薄膜晶体管Tl和第一发光控制薄膜晶体管T5连接。此外，第二发光控制薄膜晶体管T6的第二发光控制漏电极177f通过在保护层180中形成的接触孔181与有机发光二极管70的像素电极191直接连接。
[0074]下面，参考图4和图5，将根据分层的顺序详细地描述根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的结构。
[0075]在此情况下，将基于驱动薄膜晶体管Tl、开关薄膜晶体管T2和第二发光控制薄膜晶体管T6描述薄膜晶体管的结构。此外，其余的薄膜晶体管T3、T4和T5与驱动薄膜晶体管Tl、开关薄膜晶体管T2和第二发光控制薄膜晶体管T6的层叠结构几乎相同，因此将不更详细地描述。
[0076]缓冲层111形成在基板110上，并且基板110是由玻璃、石英、陶瓷、塑料等制成的
绝缘基板。
[0077]开关半导体层131b、驱动半导体层131a、第二发光控制半导体层131f和第一升压电容器板133形成在缓冲层111上。开关半导体层131b包括面向彼此的开关源区132b和开关漏区177b，开关沟道区131bl介于二者之间(见图5);驱动半导体层131a包括面向彼此的驱动源区176a和驱动漏区177a，驱动沟道区131al介于二者之间(见图5);并且第二发光控制薄膜晶体管T6包括第二发光控制半导体层131f，第二发光控制半导体层131f包括发光控制沟道区131Π、发光控制源区176f和发光控制漏区133f (见图4)。开关源区132b、开关漏区177b、驱动源区176a和驱动漏区177a的杂质掺杂浓度可以彼此相同。
[0078]由氮化硅(SiNx)或二氧化硅(SiO2)制成的第一栅绝缘层141形成在开关半导体层131a、驱动半导体层131b、第二发光控制半导体层131f和第一升压电容器板133上。
[0079]在第一栅绝缘层141上形成包括开关栅电极125b和补偿栅电极125c的扫描线121,包括初始化栅电极125d的前一扫描线122,包括第一发光控制栅电极125e和第二发光控制栅电极125f的发光控制线123，以及包括浮置栅电极25的栅极线。
[0080]浮置栅电极25与扫描线121分离，并且浮置栅电极25与驱动半导体层131a的驱动沟道区131al重叠。此外，开关栅电极125b与扫描线121连接，并且开关栅电极125b与开关半导体层131b的开关沟道区131bl重叠。此外，第二发光控制栅电极125f与第二发光控制半导体层131f的发光控制沟道区131Π重叠。栅极线进一步包括形成存储电容器Cst的第二存储电容器板127以及形成升压电容器Cb的第二升压电容器板129。
[0081]栅极线25、125b、125c、125d、125e、125f、121、122 和 123 以及第一栅绝缘层 141 由第二栅绝缘层142覆盖。第二栅绝缘层142由氮化硅(SiNx)或二氧化硅(SiO2)构成。
[0082]驱动栅电极125a形成在第二栅绝缘层142上。驱动栅电极125a与浮置栅电极25重叠，并且驱动栅电极125a的宽度W2和浮置栅电极25的宽度Wl之间差值的绝对值可以是4μπι或4μπι以下。在驱动栅电极125a的宽度W2和浮置栅电极25的宽度Wl之间的差值的绝对值是大于4 μ m的情况下，阈值电压可能升高，并且沟道迁移率可能降低。
[0083]如上文所述，在驱动薄膜晶体管Tl中，由于驱动栅电极125a形成在第一栅绝缘层141和第二栅绝缘层142上，所以驱动栅电极125a与驱动半导体层131a之间的间隔变宽。因此，向驱动栅电极125a施加的栅电压的驱动范围可以展宽，从有机发光二极管(OLED)中发出的光的灰度可以通过改变栅电压的幅度而更精细地控制，由此有可能提高有机发光二极管显示器的分辨率并提高显示质量。
[0084]在此情况下，由于仅第一栅绝缘层141形成在开关栅电极125b和开关半导体层131b之间，所以开关薄膜晶体管T2能够执行快速的开关操作。
[0085]图6是示意性示出根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的第一浮置电容器和第二浮置电容器的图。
[0086]如图6所示，第一浮置电容器Cl形成在在驱动栅电极125a和浮置栅电极25之间形成的第二栅绝缘层142中，并且第二浮置电容器C2形成在在浮置栅电极25和驱动半导体层131a的驱动漏区177a之间形成的第一栅绝缘层141中。
[0087]图7是示出驱动电流随向根据示例性实施例的有机发光二极管显示器中的驱动薄膜晶体管的驱动漏电极施加的驱动漏电压变化的图，并且图8是示出驱动电流随向已知的有机发光二极管显示器中的驱动薄膜晶体管的驱动漏电极施加的驱动漏电压变化的图。在图7和图8中，A、B、C和D代表栅电压Vg是-0.1V、-5V、-1OV和-15V的情况下驱动电流随驱动漏电压的变化。
[0088]如图7所示，在第一浮置电容器和第二浮置电容器的比(C2/C1)具有接近于O的值0.125的情况下，由于当驱动漏电压增大时，驱动电流保持恒定，所以即使形成浮置栅电极25,对驱动电流造成的影响也小。[0089]然而，如图8所示，在第一浮置电容器和第二浮置电容器的比值(C2/C1)具有值2的情况下，由于当驱动漏电压增大时，驱动电流也增大，所以当形成浮置栅电极25时，存在驱动电流变得不稳定的问题。
[0090]因此，第一浮置电容器和第二浮置电容器的比值(C2/C1)可以大于O且小于2。第一浮置电容器Cl和第二浮置电容器C2可以通过控制第一栅绝缘层141的厚度dl和第二栅绝缘层142的厚度d2或者通过控制第一栅绝缘层141的材料和第二栅绝缘层142的材料而波动。
[0091]同时，层间绝缘层160形成在第二栅绝缘层142和驱动栅电极125a上(见图5)。第一栅绝缘层141、第二栅绝缘层142和层间绝缘层160共同具有接触孔163 (见图4)，第二发光控制半导体层131f的第二发光控制漏区131f通过接触孔163暴露。像第一栅绝缘层141和第二栅绝缘层142 —样，层间绝缘层160由基于陶瓷的材料(例如氮化硅(SiNx)或二氧化硅(SiO2))制成。
[0092]在层间绝缘层160上形成有包括开关源电极176b的数据线171以及包括连接构件174、第二发光控制漏电极177f和驱动电压线172的数据线。
[0093]而且，开关源电极176b和第二发光控制漏电极177f通过在层间绝缘层160、第一栅绝缘层141和第二栅绝缘层142中形成的接触孔162和163分别与开关半导体层131b的开关源区132b和第二发光控制半导体层131f的第二发光控制漏区133f连接。
[0094]在层间绝缘层160上形成覆盖数据线171、174、177f和172的保护层180，并且在保护层180上形成像素电极191。像素电极191通过在保护层180中形成的接触孔181与第二发光控制漏电极177f连接。
[0095]在像素电极191和保护层180的边缘形成障壁350，并且障壁350具有使像素电极191暴露出的障壁开口 351。障壁350可以由树脂(例如聚丙烯酸酯(polyacrylate)和聚酰亚胺(polyimide))或基于娃的无机材料制成。
[0096]在通过障壁开口 351暴露的像素电极191上形成有机发光层370，并且在有机发光层370上形成公共电极270。如上文所述，形成包括像素电极191、有机发光层370和公共电极270的有机发光二极管70。
[0097]本文中，像素电极191是阳极，即空穴注入电极，并且公共电极270是阴极，即电子注入电极。然而，根据本发明的示例性实施例不局限于此，并且根据有机发光二极管显示器的驱动方法，像素电极191可以是阴极，公共电极270可以是阳极。空穴和电子从像素电极191和公共电极270注入有机发光层370内，并且当由所注入的空穴和电子结合的激子从激发态下降到基态时，光发出。
[0098]有机发光层370由低分子量有机材料或高分子量有机材料(例如PEDOT(聚
3,4-乙烯二氧噻吩(poly3, 4-ethylenedioxythiophene))制成。而且,有机发光层370可以由包括发光层、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中的一个或多个层的多层构成。在包括所有这些层的情况下，在作为阳极的像素电极191上设置空穴注入层HIL，并且在空穴注入层HIL上顺序层叠空穴传输层HTL、发光层、电子传输层ETL和电子注入层EIL。由于公共电极270是由反光的导电材料构成，所以获得后表面发光型有机发光二极管显示器。可以使用像锂(Li)、钙(Ca)、氟化锂/钙(LiF/Ca)、氟化锂/铝(1^?/^1)、铝(41)、银(八8)、镁(1%)或金(Au)这样的材料作为反光材料。[0099]下面，将关于图9到图11详细地描述根据图1到图5中示出的示例性实施例的有机发光二极管显示器的制造方法。
[0100]图9至图11是顺序地示出根据示例性实施例的有机发光二极管显示器的开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管的制造方法的剖面图。
[0101]首先，如图9所示，在基板110上形成开关半导体层131b和驱动半导体层131a。此外，形成覆盖开关半导体层131b和驱动半导体层131a的第一栅绝缘层141。另外，在第一栅绝缘层141上形成开关栅电极125b和浮置栅电极25。在此情况下，开关栅电极125b和浮置栅电极25分别在与开关半导体层131b和驱动半导体层131a部分重叠的位置上形成。
[0102]将开关栅电极125b形成为与扫描线121连接并且形成在与扫描线121相同的层上。而且，将浮置栅电极25形成为与扫描线121分离并且形成在与扫描线121相同的层上。
[0103]下面，如图10所示，通过使用开关栅电极125b和浮置栅电极25作为掩膜，对开关半导体层131b和驱动半导体层131a掺杂杂质P。因此，在开关半导体层131b中形成开关源区132b和开关漏区177b，并且在驱动半导体层131a中形成驱动源区176a和驱动漏区177a。
[0104]在此情况下，所掺杂的杂质P仅穿过在开关半导体层131b和驱动半导体层131a上形成的第一栅绝缘层141，从而在开关半导体层131b和驱动半导体层131a中分别形成开关源区132b和开关漏区177b以及驱动源区176a和驱动漏区177a，使得可以平滑地执行杂质掺杂。因此，开关源区132b、开关漏区177b、驱动源区176a和驱动漏区177a的杂质掺杂浓度可以彼此相同，并且由于掺杂加速电压不需要升高，所以容易执行制造过程。而且，由于无论杂质掺杂浓度如何都可以将第二栅绝缘层142形成得厚，所以驱动薄膜晶体管Tl的驱动范围可以展宽。
[0105]下面，如图11所示，形成覆盖第一栅绝缘层141、开关栅电极125b和浮置栅电极25的第二栅绝缘层142。而且，在第二栅绝缘层142上形成驱动栅电极125a。在此情况下，在与浮置栅电极25对应的位置处形成驱动栅电极125a。
[0106]如上文所述，有可能形成驱动半导体层，使得驱动半导体层131a的杂质掺杂浓度与开关半导体层131b的杂质掺杂浓度相同，同时通过在驱动半导体层131a上形成浮置栅电极25来执行杂质掺杂过程以及在浮置栅电极25上形成第二栅绝缘层142以及驱动栅电极125a来彼此重叠，展宽驱动范围。
[0107]接下来，在第二栅绝缘层142和驱动栅电极125a上形成层间绝缘层160(见图5)。此外，在层间绝缘层160上形成与扫描线121相交并且分别传递数据信号Dm和驱动电压ELVDD的数据线171和驱动电压线172，形成覆盖数据线171和驱动电压线172的上面的保护层180 (图4中可见)，并且在保护层180上形成与驱动薄膜晶体管Tl连接的有机发光二极管(OLED)。
[0108]虽然关于目前被视为可实施的示例性实施例描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
【权利要求】
1.一种有机发光二极管显不器，包括: 基板； 扫描线，在所述基板上形成并且传递扫描信号； 数据线和驱动电压线，与所述扫描线交叉并分别传递数据信号和驱动电压； 与所述扫描线和所述数据线连接的开关薄膜晶体管； 与所述开关薄膜晶体管和所述驱动电压线连接的驱动薄膜晶体管；以及 与所述驱动薄膜晶体管连接的有机发光二极管； 所述驱动薄膜晶体管包括: 包括驱动沟道区、驱动源区和驱动漏区的驱动半导体层，所述驱动沟道区介于所述驱动源区和所述驱动漏区之间； 覆盖所述驱动半导体层的第一栅绝缘层； 第一浮置栅电极，在所述第一栅绝缘层上形成且在与所述驱动沟道区对应的位置处形成； 覆盖所述第一栅绝缘层和所述浮置栅电极的第二栅绝缘层；以及 驱动栅电极，在所述第二栅绝缘层上形成且在与所述浮动栅电极对应的位置处形成。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示器，开关源区、开关漏区、所述驱动源区和所述驱动漏区的杂质掺杂浓度彼此相同。
3.根据权利要求2所述的有机发光二极管显示器，所述驱动栅电极的宽度和所述浮置栅电极的宽度之间的差的绝对值不大于4 μ m。
4.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示器，第一浮置电容器形成在所述驱动栅电极和所述浮置栅电极之间且由Cl限定，第二浮置电容器形成在所述浮置栅电极和所述驱动漏区之间且由C2限定，并且所述第一浮置电容器和所述第二浮置电容器的比C2/C1大于O且小于2。
5.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示器，所述开关薄膜晶体管包括: 包括开关沟道区、开关源区和开关漏区的开关半导体层，所述开关沟道区介于所述开关源区和所述开关漏区之间；以及 在所述第一栅绝缘层上形成的开关栅电极，覆盖所述开关半导体层并且形成在与所述开关沟道区对应的位置处。
6.根据权利要求5所述的有机发光二极管显示器，所述开关栅电极与所述扫描线连接，并且所述浮置栅电极与所述扫描线分离。
7.一种有机发光二极管显示器的制造方法，包括下列步骤: 在基板上形成开关半导体层和驱动半导体层； 形成覆盖所述开关半导体层和所述驱动半导体层的第一栅绝缘层； 在所述第一栅绝缘层上、与所述开关半导体层和所述驱动半导体层部分重叠的位置处分别形成开关栅电极和浮置栅电极； 通过使用所述开关栅电极和所述浮置栅电极作为掩膜，对所述开关半导体层和所述驱动半导体层掺杂杂质，以分别形成开关源区和开关漏区以及驱动源区和驱动漏区； 形成覆盖所述第一栅绝缘层、所述开关栅电极和所述浮置栅电极的第二栅绝缘层；以及在所述第二栅绝缘层上的与所述浮置栅电极对应的位置处形成驱动栅电极。
8.根据权利要求7所述的有机发光二极管显示器的制造方法，所述开关源区、所述开关漏区、所述驱动源区和所述驱动漏区的杂质掺杂浓度彼此相同。
9.根据权利要求8所述的有机发光二极管显示器的制造方法，所述开关栅电极与传递扫描信号的扫描线连接并且与所述扫描线形成在同一层上。
10.根据权利要求9所述的有机发光二极管显示器的制造方法，所述浮置栅电极形成为与所述扫描线分离。
11.根据权利要求10所述的有机发光二极管显示器的制造方法，进一步包括下列步骤: 在所述第二栅绝缘层和所述驱动栅电极上形成层间绝缘层； 在所述层间绝缘层上形成数据线和驱动电压线，所述数据线和所述驱动电压线与所述扫描线交叉并分别传递数据信号和驱动电压； 形成覆盖所述数据线和所述驱动电压线的上部的保护层；以及 在所述保护层上形 成与所述驱动薄膜晶体管连接的有机发光二极管。
【文档编号】G09G3/32GK103578417SQ201310178581
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年5月15日 优先权日:2012年7月25日
【发明者】尹柱元, 李一正, 任忠烈, 权度县, 高武恂, 禹珉宇 申请人:三星显示有限公司