專利名稱：有源矩陣電路襯底、制造該襯底的方法和有源矩陣顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有源矩陣電路襯底、一種制造該襯底的方法以及一種包括該有源矩陣電路襯底的有源矩陣顯示器。更具體而言，本發(fā)明涉及一種簡單且柔性的(flexible)有源矩陣電路襯底、一種制造該襯底的方法以及一種包括該有源矩陣電路襯底的有源矩陣顯示器。
背景技術：
相關申請的交叉引用本申請要求于2005年4月21日在歐洲專利局提交的歐洲專利申請No.05103 239.9以及于2005年8月31日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2005-0080713的優(yōu)先權和利益，由此為了在此充分闡述而結合它們以作為參考。
通常，用于平板顯示器的諸如有機有源矩陣電路之類的有機電路最近變得更為重要。然而，它們仍舊相對較昂貴。因此，仍然需要以低成本制造工藝來制造顯示器。
WO 99/53371公開了一種顯示器，該顯示器具有微囊密封的電泳粒子的顯示介質的有機薄膜晶體管(TFT)矩陣。
WO 03/98696公開了使用光刻技術來提供構圖層以及利用噴墨印刷在局部區(qū)域上沉積半導體材料的方法。
US 2003/0059975公開了一種在襯底的疏水和親水表面區(qū)域上限制噴墨印刷的半導體的方法。根據該方法，襯底的表面被構圖以將墨水限制在疏水表面區(qū)域或親水表面區(qū)域中。
在上述背景技術中，有源矩陣電路的制造可能需要大量昂貴的構圖工序以限定有機TFT、存儲電容器和信號線(例如數據線和選擇線)。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種可能制造更便宜、使用更少的構圖工藝并且適于柔性顯示器的有源矩陣電路襯底。
本發(fā)明還提供一種以較低成本制造有源矩陣電路襯底的方法。
本發(fā)明另外的特征將在隨后的說明中進行闡述，并根據該說明在某種程度上將變得明顯，或者可以通過實踐本發(fā)明而得知。
本發(fā)明公開了一種有源矩陣電路襯底，該襯底包括數據線、選擇線、以及與數據線和第一選擇線和第二選擇線電連接的像素電路。該像素電路包括薄膜晶體管，該薄膜晶體管具有與第一選擇線相連的柵電極、以及源電極和漏電極，該源電極和漏電極中的一個與該數據線相連；以及存儲電容器，該存儲電容器具有與該源電極和漏電極中的另一個相連的第一電極以及與該第二選擇線相連的第二電極。第一像素電路的柵電極和相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極是具有線狀的相同結構。
本發(fā)明還公開了一種制造有源矩陣電路襯底的方法，該方法包括在襯底上形成數據線、多個像素電路的存儲電容器的第一電極、以及像素電路的薄膜晶體管的源電極和漏電極。在源電極和漏電極之間形成半導體層，并在源電極、漏電極、半導體層和第一電極上形成絕緣膜。在該絕緣膜上形成選擇線、像素電路的存儲電容器的第二電極、以及像素電路的薄膜晶體管的柵電極。第一像素電路的柵電極和相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極由導電材料構成，并且是具有線狀的相同結構。
本發(fā)明還公開了一種有源矩陣顯示器，該顯示器包括數據線，選擇線，與數據線、第一選擇線和第二選擇線電連接的像素電路，以及與該像素電路電連接的顯示元件。該顯示元件包括第一像素電極和第二像素電極。該像素電路包括薄膜晶體管，該薄膜晶體管具有與第一選擇線連接的柵電極、以及源電極和漏電極，該源電極和漏電極中的一個與該數據線相連；以及存儲電容器，該存儲電容器具有與該源電極和柵電極中的另一個相連的第一電極以及與該第二選擇線相連的第二電極。第一像素電路的柵電極和相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極是具有線狀的相同結構。
應該理解，以上的概括描述和下面的詳細描述都是示例性和說明性的，并且打算對所要求保護的本發(fā)明提供進一步的說明。


附圖被包含以提供對本發(fā)明的進一步理解，并且被結合在本說明書中以及構成它的一部分，這些

本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是示出根據本發(fā)明示例性實施例的有源矩陣顯示器的像素電路的示意性電路圖。
圖2是示出圖1的像素P[x-y]的電路的電路圖。
圖3A和圖3B是圖1的有源矩陣顯示器的截面圖。
圖4A是一個像素的平面圖，用于顯示形成圖1的有源矩陣顯示器的像素的第一像素電極、源電極、漏電極、存儲電容器的第一電極、以及數據線的工序。
圖4B是沿圖4A的線I-I’的截面圖。
圖5A是一個像素的平面圖，用于顯示形成圖1的有源矩陣顯示器的像素的半導體層的工序。
圖5B是沿圖5A的線II-II’的截面圖。
圖6A是一個像素的平面圖，用于顯示形成圖1的有源矩陣顯示器的像素的絕緣膜的工序。
圖6B是沿圖6A的線III-III’的截面圖。
圖7A是一個像素的平面圖，用于顯示形成圖1的有源矩陣顯示器的像素的柵電極、選擇線、以及存儲電容器的第二電極的工序。
圖7B是沿圖7A的線IV-IV’的截面圖。
圖8、圖9和圖10是根據本發(fā)明示例性實施例的圖1的有源矩陣顯示器的四個相鄰像素的平面圖。
具體實施例方式
現在將參考附圖更全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來體現，并且不應該被解釋為限于在此所述的實施例。相反，提供這些實施例以使本公開是徹底的，并將全面地把本發(fā)明的范圍傳達給本領域的熟練技術人員。在附圖中，為了清晰起見，層和區(qū)域的尺寸以及相對尺寸可能是夸大的。在附圖中相同的附圖標記表示相同的元件。
將會理解，當諸如層、膜、區(qū)域或者襯底之類的元件被稱為“在另一個元件上”時，該元件可以直接在該另一個元件上，或者也可能存在中間元件。相反，當一個元件被稱為“直接在另一個元件上”時，則不存在中間元件。
圖1是示出根據本發(fā)明示例性實施例的有源矩陣顯示器的像素電路的示意性電路圖。參考圖1，有源矩陣顯示器包括n條數據線D和m條選擇線S。附圖標記P[x-y]表示在有源矩陣顯示器的第x列和第y行中的像素。
圖2是更詳細地示出像素P[x-y]的電路的電路圖。像素P[x-y]的電路與數據線D[x]以及兩條相鄰的選擇線S[y-1]和S[y]電連接。
像素P[x-y]的電路包括有機薄膜晶體管(TFT)11，該有機薄膜晶體管包括源電極1、漏電極2、柵電極3、設置在源電極1和漏電極2之間的半導體層(圖2中未示出)、以及設置在柵電極3和半導體層之間的絕緣膜8。像素P[x-y]的電路還包括存儲電容器10和顯示元件19，該存儲電容器10包括第一電極14、第二電極15以及設置在第一電極14和第二電極15之間的絕緣膜8，該顯示元件19包括第一像素電極4和第二像素電極13。該顯示元件19包括相應于該元件的類型的功能層21(圖2中未示出)。如果顯示元件19是電泳元件，那么它包括包含粒子的功能層，該功能層可由電場控制并被設置在第一像素電極4和第二像素電極13之間?？蛇x地，功能層21可以是電致變色功能層或者液晶顯示功能層。
第二像素電極13與公共電位Vcom相連。有機TFT 11的源電極1與第x列的數據線D[x]相連。有機TFT 11的柵電極3與第y行的選擇線S[y]相連。有機TFT 11的漏電極2與存儲電容器10的第一電極14以及顯示元件19的第一像素電極4相連。存儲電容器10的第二電極15與第(y-1)行的選擇線S[y-1]相連。
像素P[x-y]的電路可具有如圖3A所示的橫截面。在第一襯底18上設置數據線D、源電極1、漏電極2、第一像素電極4、以及存儲電容器10的第一電極14。半導體層7被設置在源電極1和漏電極2之間，以及絕緣膜8被設置在所產生的結構之上。柵電極3、存儲電容器10的第二電極15、以及與第二電極15相連的選擇線S被設置在絕緣膜8上。緩沖層9覆蓋絕緣膜8、第二電極15以及選擇線S。構成顯示元件19的功能層21、第二像素電極13以及用作載體襯底的第二襯底22被依次設置在緩沖層9上。由顯示元件19反射的光可由觀察者20感覺到。
圖3B以兩部分的形式示出有源矩陣顯示器。第一像素電極4是包括部件1、2、3、4、5、7、8、10、11、12、14、15和18的有源矩陣電路襯底30的一部分。第二像素電極13是包括部件9、13、21和22的顯示襯底40的一部分。
如圖3B中所示，有源矩陣顯示設備包括有源矩陣電路襯底30和顯示襯底40。參考圖3B，顯示襯底40可被層壓在有源矩陣電路襯底30上(由箭頭說明)，從而形成有源矩陣顯示設備。盡管緩沖層9被示為包含在圖3B的顯示襯底40中，但是該緩沖層也可以被包含在有源矩陣電路襯底30中，或者被包含在顯示襯底40和有源矩陣電路襯底30二者中。
現在將參考圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、圖6A、圖6B、圖7A和圖7B詳細描述本發(fā)明實施例的結構特征，這些圖示出了用于制造有源矩陣顯示設備的有源矩陣電路襯底30的工藝。
圖4A以平面圖的形式示出在制造有源矩陣電路襯底30期間在第一襯底18上形成第一像素電極4、源電極1、漏電極2、存儲電容器10的第一電極14、以及數據線D的工序。圖4B是沿圖4A的線I-I’的截面圖。源電極1和漏電極2是互相交叉的(interdigitated)以提供高性能的TFT。第一像素電極4、存儲電容器10的第一電極14、源電極1和漏電極2可以并排形成在單個層上?？蛇x地，第一像素電極4、存儲電容器10的第一電極14、源電極1和漏電極2可以通過對相同材料進行構圖來獲得。
圖5A以平面圖的形式示出在制造有源矩陣電路襯底30期間在互相交叉的源電極1和漏電極2上形成半導體層7的工序。半導體層7可由有機半導體材料并通過沉積法、噴墨印刷法或絲網印刷法來形成。圖5B是沿圖5A的線II-II’的截面圖。接著，如圖6A和圖6B所示，絕緣膜8可被設置在有源矩陣電路襯底上。
圖7A以平面圖的形式示出在制造有源矩陣電路襯底30期間形成柵電極3、選擇線S、以及存儲電容器10的第二電極15的工序。圖7B是沿圖7A的線IV-IV’的截面圖。柵電極3、選擇線S、以及存儲電容器10的第二電極15被合并成一條線，該線優(yōu)選為直線。有源矩陣電路襯底30可由絕緣材料(未示出)來鈍化，并且顯示襯底40可被層壓在鈍化的有源矩陣電路襯底30上。通過施加一個負電壓(例如-20V)至每條選擇線S，使用有源矩陣電路襯底30的圖1的有源矩陣顯示器可被逐個像素地尋址。因此，當有機TFT 11打開時，存儲電容器10可被充電具有負數據電壓(例如-15V)。未被選擇的行可接地。在一個幀期間，存儲電容器10存儲被提供給顯示元件19的電源電壓。
如上所述，柵電極3、存儲電容器10的第二電極15以及選擇線S(即至少一部分選擇線S)可被合并為一體。TFT 11被設置在存儲電容器10的旁邊，并且TFT 11和存儲電容器10可被設置在一條直線上。該結構不需要用于選擇線S和存儲電容器10的額外區(qū)域，從而提供了更高的填充因子(fill factor)。這種直線設計和單線開關可最佳地與噴墨印刷工藝相容。僅僅一條直線結合了柵電極、存儲電容器的第二電極和選擇線。
第一襯底18可由玻璃、塑料或金屬箔形成。可使用光刻工藝來構圖源電極1和漏電極2以及第一像素電極4。有機半導體層7可通過例如噴墨印刷的低溫工藝來直接構圖。絕緣膜8可通過旋涂有機材料或噴墨印刷有機材料來形成，或者它可通過絲網印刷或蒸發(fā)來形成。
使用噴墨印刷技術來構圖選擇線S是有效的，因為可以以如后面所述的直線的形狀來印刷墨水。然而，也可以使用絲網印刷、膠版(offset)印刷或者利用陰影掩模(shadow mask)的直接蒸發(fā)。
緩沖層9的選擇性鈍化或成形可通過旋涂得到。
圖8是有源矩陣電路襯底30的四個相鄰像素的平面圖。參考圖8，每個像素都包括第一像素電極4、源電極1、漏電極2以及存儲電容器10的第一電極14，并且與數據線D相連。圖9和圖10是四個相鄰像素的不同實施例的平面圖，這四個相鄰像素也被示出為具有半導體層7、絕緣膜8和選擇線S。
如圖9和圖10中所示，像素P[x-y]的選擇線S[y]呈直線狀，并且它用作像素P[x-y]的柵電極3和與像素P[x-y]相鄰的像素P[x-(y+1)]的存儲電容器10的第二電極15。
如圖9中所示，絕緣膜8可被形成以覆蓋所有像素?？蛇x擇地，如圖10所示，絕緣膜8可被形成為沿選擇線S[y]呈直線狀。在這種情況下，如從圖3A的截面所看到的那樣，顯示元件19的第一像素電極4和第二像素電極13之間的距離減小，從而產生更高的電場。然后可以施加更低的電壓來控制這些像素。當緩沖層9被形成為沿圖3A的選擇線S[y]呈直線狀時，也會產生這種效果。
根據本發(fā)明示例性實施例的結構可以具有下面的優(yōu)點。第一，與柵電極和電容集成的選擇線產生較高的填充因子。
第二，可以僅通過一個掩模工序來實現獲得高性能有機TFT的源極和漏極構圖，并且可以減少后面的工藝數目。
第三，不需要復雜的構圖工藝，并且柵電極、電容器的電極以及選擇線可被合并為一條線。
第四，可使用卷到卷(roll-to-toll)工藝。
第五，通過簡單的工藝可獲得高產量。
第六，不需要過孔。
第七，可以通過節(jié)省成本的噴墨印刷來構圖有機半導體層、有機絕緣膜、柵電極、存儲電容器和選擇線。
對于本領域熟練技術人員而言顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行各種修改和變化。因此，本發(fā)明打算覆蓋處在所附的權利要求書及其等效物的范圍內的本發(fā)明的修改和變化。
權利要求
1.一種有源矩陣電路襯底，包括多條數據線；多條選擇線；以及多個像素電路，每個像素電路都與數據線、第一選擇線和第二選擇線電連接，這些像素電路包括薄膜晶體管，其具有與該第一選擇線相連的柵電極、以及源電極和漏電極，該源電極和該漏電極中的一個與該數據線相連；以及存儲電容器，其具有與該源電極和該漏電極中的另一個相連的第一電極以及與該第二選擇線相連的第二電極，其中第一像素電路的柵電極和相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極是具有線狀的相同結構。
2.如權利要求1所述的有源矩陣電路襯底，其中該線狀是直線狀。
3.如權利要求1所述的有源矩陣電路襯底，其中該第一像素電路的柵電極、與該第一像素電路的柵電極相連的該第一選擇線、以及該相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極是具有線狀的相同結構。
4.如權利要求3所述的有源矩陣電路襯底，其中該線狀是直線狀。
5.如權利要求1所述的有源矩陣電路襯底，其中該第一像素電路的柵電極、與該第一像素電路的薄膜晶體管重疊的第一選擇線的一部分、以及該相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極是具有線狀的相同結構。
6.如權利要求5所述的有源矩陣電路襯底，其中該線狀是直線狀。
7.如權利要求1所述的有源矩陣電路襯底，其中該源電極和該漏電極是互相交叉的。
8.如權利要求1所述的有源矩陣電路襯底，其中該第一像素電路的薄膜晶體管與該相鄰像素電路的存儲電容器相鄰。
9.如權利要求1所述的有源矩陣電路襯底，其中該第一選擇線用作該相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極。
10.如權利要求1所述的有源矩陣電路襯底，其中該薄膜晶體管是有機薄膜晶體管。
11.一種制造有源矩陣電路襯底的方法，包括在襯底上形成數據線、像素電路的存儲電容器的第一電極、以及該像素電路的薄膜晶體管的源電極和漏電極；在該源電極和漏電極之間形成半導體層；在該源電極、該漏電極、該半導體層和該第一電極上形成絕緣膜；以及在該絕緣膜上形成選擇線、該像素電路的存儲電容器的第二電極、以及該像素電路的薄膜晶體管的柵電極，其中第一像素電路的柵電極和相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極由導電材料構成，并且是具有線狀的相同結構。
12.如權利要求11所述的方法，其中該線狀是直線狀。
13.如權利要求11所述的方法，其中通過噴墨印刷、絲網印刷、膠版印刷和穿過陰影掩模的蒸發(fā)中的一個來形成該第一像素電路的柵電極和該相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極。
14.如權利要求11所述的方法，其中該第一像素電路的柵電極、與該第一像素電路的柵電極相連的選擇線、以及該相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極是具有線狀的相同結構。
15.如權利要求14所述的方法，其中該線狀是直線狀。
16.如權利要求14所述的方法，其中通過噴墨印刷、絲網印刷、膠版印刷和穿過陰影掩模的蒸發(fā)中的一個來形成該第一像素電路的柵電極、與該第一像素電路的柵電極相連的該選擇線、以及該相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極。
17.如權利要求11所述的方法，其中與該第一像素電路的薄膜晶體管重疊的該選擇線的一部分、以及該相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極是具有線狀的相同結構。
18.如權利要求17所述的方法，其中與該第一像素電路的薄膜晶體管重疊的選擇線的該部分和該相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極一起形成一條直線。
19.如權利要求17所述的方法，其中通過噴墨印刷、絲網印刷、膠版印刷和穿過陰影掩模的蒸發(fā)中的一個來形成與該第一像素電路的薄膜晶體管重疊的選擇線的該部分、以及該相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極。
20.如權利要求11所述的方法，其中通過噴墨印刷、絲網印刷、膠版印刷和穿過陰影掩模的蒸發(fā)中的一個來形成具有直線形狀的絕緣膜。
21.一種有源矩陣顯示器，包括多條數據線；多條選擇線；以及多個像素電路，每個像素電路都與數據線、第一選擇線以及第二選擇線電連接；以及多個顯示元件，這些顯示元件與這些像素電路電連接，一個顯示元件包括一個第一像素電極和一個第二像素電極，其中這些像素電極包括薄膜晶體管，其具有與該第一選擇線相連的柵電極、以及源電極和漏電極，該源電極和該漏電極中的一個與該數據線相連；以及存儲電容器，其具有與該源電極和該漏電極中的另一個相連的第一電極以及與該第二選擇線相連的第二電極，以及其中第一像素電路的柵電極和相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極是具有線狀的相同結構。
22.如權利要求21所述的有源矩陣顯示器，其中該線狀是直線狀。
23.如權利要求21所述的有源矩陣顯示器，其中該第一像素電路的柵電極、與該第一像素電路的柵電極相連的該第一選擇線、以及該相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極是具有線狀的相同結構。
24.如權利要求23所述的有源矩陣顯示器，其中該線狀是直線狀。
25.如權利要求21所述的有源矩陣顯示器，其中該第一像素電路的柵電極、與該第一像素電路的薄膜晶體管重疊的第一選擇線的一部分、以及該相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極是具有線狀的相同結構。
26.如權利要求25所述的有源矩陣顯示器，其中該線狀是直線狀。
27.如權利要求21所述的有源矩陣顯示器，其中該源電極和漏電極是互相交叉的。
28.如權利要求21所述的有源矩陣顯示器，其中該第一像素電路的薄膜晶體管與該相鄰像素電路的存儲電容器相鄰。
29.如權利要求21所述的有源矩陣顯示器，其中該顯示元件是電致變色顯示元件、電泳顯示元件和液晶顯示元件中的一個。
30.如權利要求21所述的有源矩陣顯示器，其中該薄膜晶體管是有機薄膜晶體管。
全文摘要
一種有源矩陣電路襯底，它包括數據線、選擇線、以及與一條數據線和兩條相鄰選擇線電連接的像素電路。該像素電路包括薄膜晶體管和存儲電容器，該薄膜晶體管具有與兩條相鄰選擇線之一連接的柵電極，該存儲電容器具有與另一條選擇線相連的第二電極，該另一條選擇線與連接有該柵電極的選擇線相鄰。第一像素電路的柵電極和相鄰像素電路的存儲電容器的第二電極是具有線狀的相同結構。
文檔編號H01L21/82GK1855489SQ200610084048
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月21日 優(yōu)先權日2005年4月21日
發(fā)明者A·馬特阿, J·費希爾 申請人:三星Sdi株式會社, 三星Sdi德國有限責任公司