專利名稱：帶有有濃度梯度的防反射層的平板顯示裝置及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種平板顯示裝置，尤其是涉及一種前光發光型有機電致發光顯示裝置，該有機電致發光顯示裝置帶有具有濃度梯度的防反射層，該防反射層同時用作像素電極和黑矩陣(a black matrix)，本發明還涉及制造該前光發光型有機電致發光顯示裝置的方法。
背景技術：
圖1A示出了傳統的前光發光型有機電致發光(EL)顯示裝置的橫剖結構。圖1B示出了傳統的有機電致發光顯示裝置的平面結構。圖1A示出了沿著圖1B中的線I-I截取的橫剖結構。
參照圖1A和1B，透明的絕緣基體10被劃分為第一區域11和第二區域12，在第一區域11中成形有像素電極，而在第二區域12中成形有薄膜晶體管(TFT)和電容器。第二區域12包括半導體層20，在該半導體層20中成形有源/漏區域21和22；薄膜晶體管，該薄膜晶體管帶有門電極31以及源/漏電極5 1和52；以及電容器，該電容器帶有一個第一電極32和一個第二電極53，該第二電極53被連接到薄膜晶體管上的源電極51上。
在半導體層20與門電極31之間的間隙內成形有門絕緣層30。
在門電極31與源/漏電極51和52之間的間隙內成形有層間絕緣層40。
在第一區域11上的鈍化層60上成形有作為陽極電極的像素電極70，該像素電極70通過通孔61連接到源/漏電極51和52中的一個上，比如漏電極52上。在像素電極70上成形有平整層80，該平整層80帶有敞口部分81，將像素電極70的一部分暴露出來。在敞口部分81內成形有有機電致發光層90，并且在有機電致發光層90上成形有透明電極95，用作陰極電極。
圖1B中的附圖標記35、55和56分別指代門線、數據線和電源線。
在上述的傳統前光發光型有機電致發光顯示裝置中，由于使用了具有高反射率的材料，從而會通過金屬布線材料，尤其是用于源/漏電極的金屬材料反射外部光線，因此對比度下降。
盡管通過將偏光鏡貼附到傳統有機電致發光顯示裝置的前部可以防止外部光線發生反射，但是使用偏光鏡的成本較高，并且由于從有機電致發光顯示裝置的有機電致發光(EL)層所發出光線的透射率會在偏光鏡的作用下下降，所以這種有機電致發光顯示裝置的亮度會下降。此外，在為了提高傳統有機電致發光顯示裝置的亮度而增大流過該有機電致發光顯示裝置的電流的情況下，有機電致發光層的使用壽命會縮短。
發明內容
因此，本發明的一個目的在于提供一種平板顯示裝置，該平板顯示裝置具有能夠防止外部光線反射的黑矩陣。
本發明的另一目的在于提供一種制造平板顯示裝置的簡化方法，其中，通過使用具有透明導電材料和金屬材料的預定濃度梯度的導電層，同時制成平板顯示裝置的黑矩陣和像素電極。
本發明的再一目的在于提供一種平板顯示裝置，由于使用了黑矩陣，該平板顯示裝置能夠防止表面輪廓(a surface profile)的形成，并且提供制造該平板顯示裝置的方法。
本發明的又一目的在于提供一種平板顯示裝置，通過使用鋁系材料作為源/漏電極，降低了源/漏電極的表面電阻和接觸電阻，并且提供一種制造該平板顯示裝置的方法。
在下面的描述中，將對本發明的其它目的和優點進行描述，并且其它目的和優點將從這些描述中部分地得以明白，或者可以在本發明的實踐中得以理解。
為了實現本發明的上述和其它目的，提供了一種平板顯示裝置，該平板顯示裝置包括絕緣基體；薄膜晶體管，該薄膜晶體管具有成形于絕緣基體上的源/漏電極；第一絕緣層，該第一絕緣層成形在具有薄膜晶體管的絕緣基體上，并且包括通孔，將源/漏電極中的一個的一部分暴露出來；以及防反射層，該防反射層成形在第一絕緣層的上方，并且被連接到通過所述通孔暴露出來的源/漏電極中的一個上。
本發明的平板顯示裝置還包括第二絕緣層，該第二絕緣層成形在第一絕緣層的上方，并且具有敞口部分，將防反射層的一部分暴露出來；有機電致發光層，該有機電致發光層成形在所述敞口部分上；以及成形于有機電致發光層上的電極，其中，與所述電極相比，防反射層具有較大的功函數。
為了實現本發明的上述和其它目的，在此還提供了一種平板顯示裝置，該平板顯示裝置包括絕緣基體；多根信號線，這些信號線排布在絕緣基體上；由所述多根信號線限定出的多個像素區域；多個發光區域，這些發光區域包括相應的電致發光層，并且成形在各自的像素區域上；多個薄膜晶體管，這些薄膜晶體管連接到相應的信號線上，以便分別排布在各個像素區域上；以及多個防反射層，這些防反射層形成在各自的發光區域的下方，其中，每個防反射層在相鄰的像素區域之間被電隔離，并且連接到相應的一個薄膜晶體管上。
為了實現本發明上述和其它目的，還提供了一種制造平板顯示裝置的方法，該方法包括在該顯示裝置的絕緣基體上形成具有源/漏電極的薄膜晶體管；在具有薄膜晶體管的絕緣基體上形成絕緣層；通過對絕緣層上的相應區域進行蝕刻，形成通孔，將源/漏電極中的一個暴露出來；以及形成防反射層，將該防反射層連接到通過所述通孔暴露出來的源/漏電極中的一個上。
根據本發明的一個方面，所述防反射層用作所述顯示裝置的黑矩陣和像素電極。
根據本發明的另一方面，所述防反射層包括透明材料第一組分和金屬材料第二組分，將這兩種組分排布使該防反射層具有漸變的濃度梯度。朝向外部光線的入射方向，第一組分會逐漸減少而第二組分會逐漸增多，以便將所述外部光線吸收到防反射層中，其中，第一組分逐漸減少的速率與防反射層的厚度相對應。防反射層的第一組分可以是銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)和氧化鋅(ZnO)中的一種，而該防反射層的第二組分可以是鋁(Al)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、銀(Ag)、金(Au)和鎢(W)中的一種。防反射層可以通過對透明的第一材料和金屬的第二材料進行共同濺射或者共同蒸發而沉積形成。
結合附圖，通過下面對實施例的描述，本發明的這些及其它目的和優點將變得清楚明了，并且更易于理解，其中圖1A是傳統有機電致發光顯示裝置的橫剖視圖；圖1B是圖1A中所示傳統有機電致發光顯示裝置的平面視圖；圖2A是一根據本發明實施例的有機電致發光顯示裝置的橫剖視圖；圖2B是圖2A中所示有機電致發光顯示裝置的平面視圖；圖3示出了防反射層的透明導電材料和金屬材料的濃度梯度，所述防反射層用作本發明的有機電致發光顯示裝置中的像素電極和黑矩陣。
具體實施例方式
下面將詳細地參照本發明的實施例，這些實施例的示例在附圖中圖示出來，貫穿這些附圖，相同的附圖標記用于指代相同的構件。為了解釋本發明，下面將通過參照附圖對這些實施例進行描述。
圖2A示出了一根據本發明實施例的有機電致發光顯示裝置的橫剖視圖，而圖2B示出了該有機電致發光顯示裝置的平面視圖，其中，圖2A示出了沿圖2B中的線II-II截取的橫剖結構。
參照圖2A和2B，所述顯示裝置包括絕緣基體100，該絕緣基體100具有用于成形像素電極的第一區域101，和用于成形薄膜晶體管(TFT)和電容器的第二區域102。在絕緣基體100上成形緩沖層115。薄膜晶體管(TFT)成形在絕緣基體100上的第二區域102中。該薄膜晶體管包括半導體層120，該半導體層120帶有n或p型源/漏區域121和122；門電極131；以及源/漏電極141和142，該源/漏電極分別通過接觸孔136和137連接到源/漏區域121和122上。
在第二區域102中成形有電容器，該電容器具有第一電極132和連接到源電極141上的第二電極143。各個絕緣層，比如門絕緣層135和層間絕緣層145，分別成形在由半導體層120、門電極131及第一電極132環繞而成的空間內和由門電極131、第一電極132及源/漏電極141和142環繞而成的空間內。層間絕緣層145中位于第一電極132與第二電極143之間的部分，用作電容器的介電層。
在帶有薄膜晶體管和電容器的層間絕緣層145上成形有鈍化層150。通過對鈍化層150進行蝕刻，形成通孔155，將源/漏電極141和142中的一個，比如漏電極142的一部分暴露出來。
在鈍化層150上成形有防反射層160，該防反射層160通過通孔155連接到漏電極142上。在將絕緣層170在絕緣基體100的前表面上成形之后，成形敞口部分175，將防反射層160中對應于第一區域的部分暴露出來。在由敞口部分175暴露出來的防反射層160上成形有機電致發光層180，并且在該有機電致發光層180上成形陰極電極，作為透明電極190。
成形在鈍化層上的絕緣層170形成了隔離壁，用于防止發生短路，并且將絕緣層170下方的像素電極的各個像素分隔開(下文中子以描述)。
防反射層160用作陽極電極，該陽極電極是所述有機電致發光顯示裝置中的像素電極，同時用作防止外部入射光線反射的黑矩陣。由于透明電極190用作陰極電極，所以用與防反射層160的材料相比具有較小功函數的材料作為透明電極190的材料。
圖3示出了防反射層160的透明導電材料與金屬材料的濃度梯度。該防反射層160包括透明導電材料第一組分和金屬材料第二組分，并且具有與該防反射層160的沉積厚度相對應的漸變濃度梯度。
也就是說，如圖3所示，防反射層160沉積方式使沿著入射方向，隨著外部光線的入射深度“r”不斷增加，透明導電材料第一組分的濃度梯度逐步減小，而金屬材料第二組分的濃度梯度逐步增大。濃度梯度的減小/增大比率及其分布狀態取決于防反射層160的沉積厚度“d”，其中，大致在該防反射層160沉積厚度的一半處，透明導電材料與金屬材料以大致相等的比率存在。
如上所述，由于透明導電材料和金屬材料的組成比率根據透明導電材料和金屬材料的漸變濃度梯度逐步并且緩慢地發生變化，所以在防反射層160中會吸收外部入射的光線，而并非對外部入射光線進行反射。因此，由于對外部光線的反射被防反射層160所抑制，所以該防反射層160用作防止外部光線反射的黑矩陣。
銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)等可以用作防反射層160中透明導電材料第一組分，而鋁(Al)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、銀(Ag)、金(Au)、鎢(W)等可以用作防反射層160中金屬材料第二組分。防反射層160是通過例如同時對金屬材料和透明導電材料進行共同濺射或共同蒸發而沉積形成。
防反射層160的沉積方式使隨著外部光線的入射深度“r”不斷增加，根據該防反射層160的沉積厚度“d”，透明導電材料逐步減少而金屬材料逐步增多。因此，將通過通孔155與漏電極142接觸的部分，即防反射層160的底部制成具有較高的金屬材料成分，而將與有機電致發光層180接觸的部分，即防反射層160的上表面制成具有較高的透明導電材料成分。
因此，盡管由于鋁(Al)與銦錫氧化物(ITO)(用作透明導電材料或者像素電極)之間存在擴散問題，通常難以利用具有較低電阻系數的鋁(Al)作為源/漏電極，但是本發明的有機電致發光顯示裝置能夠通過利用防反射層160作為像素電極，將鋁(Al)作為源/漏電極的材料，所述防反射層160具有透明導電材料和金屬材料的漸變濃度梯度。
也就是說，由于在防反射層160與漏電極142接觸的位置處透明導電材料的成分較低而金屬材料的成分較高，所以盡管利用了鋁(Al)作為源/漏電極，但是鋁(Al)與像素電極之間的擴散問題不會發生。因此，由于在本發明的有機電致發光顯示裝置中可以利用鋁(Al)作為源/漏電極，可減小源/漏電極的表面電阻以及像素電極與源/漏電極之間的接觸電阻。
由于防反射層160同時用作像素電極和黑矩陣，所以該防反射層160是導電的。因此，該防反射層160必須與有機電致發光顯示裝置的每一個像素電極隔離開。如圖2B中的平面結構所示，根據本發明的有機電致發光顯示裝置具有這樣的結構，其中，在由門線130、數據線140及電源線147限定出的像素區域的前表面上成形有防反射層160。但是，所述結構并不局限于此，并且應該明白，可以設計出其它構造，以便使防反射層在各個像素之間被電隔離。
盡管針對前光發光型有機電致發光顯示裝置來說，具有第一材料和第二材料的漸變濃度梯度的防反射層160既被圖示為像素電極又被圖示為黑矩陣，但是應該明白，本發明也可以應用于包括反射型液晶顯示裝置在內的其它顯示裝置中。
此外，本發明的顯示裝置可以是具有電極層的完全有機電致發光顯示裝置(an all organic electroluminescent display device)，所述電極層不會從成形于兩個電極之間的有機薄層傳遞光線，用作防反射層。
本發明的有機電致發光(EL)顯示裝置的形成較為簡單，這是因為所述有機電致發光顯示裝置的像素電極和黑矩陣是利用具有透明導電材料和金屬材料的漸變濃度梯度的導電層同時制成。
在本發明的有機電致發光顯示裝置中，通過在未使用昂貴的偏光鏡的條件下防止外部光線發生反射，提高了亮度。此外，由于黑矩陣的所述構造，導線之間的短路也通過防止形成表面輪廓而得以避免。
還有，本發明中的有機電致發光顯示裝置能夠利用具有低電阻率的鋁(Al)作為源/漏電極。導電層被用作像素電極，在該導電層中，與源/漏電極接觸的部分具有低的銦錫氧化物(ITO)成分，而具有高的金屬材料成分。因此，鋁系材料可用作源/漏電極，并且源/漏電極與像素電極之間的接觸電阻得以降低。
盡管已經對本發明的一些實施例進行了圖示和描述，但是本技術領域中的技術人員將會明白，在不脫離本發明由所附權利要求及其等效物限定的原理和精神的條件下，可以對這些實施例進行變型。
權利要求
1.一種平板顯示裝置，包括絕緣基體；薄膜晶體管，該薄膜晶體管具有成形于絕緣基體上的源/漏電極；第一絕緣層，該第一絕緣層成形在具有薄膜晶體管的絕緣基體上，并且包括通孔，將源/漏電極中的一個的一部分暴露出來；以及防反射層，該防反射層成形在絕緣層的上方，并且連接到通過該通孔暴露出來的所述源/漏電極中的一個的所述部分上。
2.根據權利要求1所述的平板顯示裝置，其中，所述防反射層用作該顯示裝置的黑矩陣和像素電極。
3.根據權利要求1所述的平板顯示裝置，其中，所述防反射層包括透明材料第一組分和金屬材料第二組分，該第一組分和第二組分的排布使該防反射層具有根據其厚度漸變的濃度梯度。
4.根據權利要求3所述的平板顯示裝置，其中，朝向外部光線的入射方向，第一組分逐步減少而第二組分逐步增多，從而將所述外部光線吸收到所述防反射層中，并且第一組分逐步減少的速率與所述防反射層的厚度相對應。
5.根據權利要求4所述的平板顯示裝置，其中所述防反射層的第一組分是銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)和氧化鋅(ZnO)中的一種，而所述防反射層的第二組分是鋁(Al)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、銀(Ag)、金(Au)和鎢(W)中的一種。
6.根據權利要求4所述的平板顯示裝置，其中，所述源/漏電極由鋁系材料制成。
7.根據權利要求1所述的平板顯示裝置，還包括第二絕緣層，該第二絕緣層成形在第一絕緣層的上方，并且具有敞口部分，將所述防反射層的一部分暴露出來；有機電致發光層，該有機電致發光層成形在所述敞口部分上；以及成形在所述有機電致發光層上的電極，其中，與該電極相比，所述防反射層具有較大的功函數。
8.一種平板顯示裝置，包括絕緣基體；多根信號線，這些信號線排布在絕緣基體上；多個像素區域，這些像素區域由所述的多根信號線所限定；多個發光區域，這些發光區域包括相應的電致發光層，并且成形在各自的像素區域上；多個薄膜晶體管，這些薄膜晶體管連接到相應的信號線上，以便分別排布在每個像素區域上；以及多個防反射層，這些防反射層成形在各自的發光區域的下方，其中，每個防反射層在相鄰的像素區域之間被電隔離，并且被連接到相應的一個薄膜晶體管上。
9.根據權利要求8所述的平板顯示裝置，其中，每個所述防反射層用作該顯示裝置的黑矩陣和像素電極。
10.根據權利要求8所述的平板顯示裝置，還包括絕緣層，該絕緣層將所述防反射層從分別相鄰的像素區域電隔離開。
11.根據權利要求9所述的平板顯示裝置，其中，每個所述防反射層包括透明材料第一組分和金屬材料第二組分，該第一組分和第二組分的排布使每個防反射層具有根據其厚度漸變的濃度梯度。
12.一種制造平板顯示裝置的方法，該方法包括在該顯示裝置的絕緣基體上形成具有源/漏電極的薄膜晶體管；在具有薄膜晶體管的絕緣基體上形成絕緣層；通過對絕緣層的相應區域進行蝕刻，形成通孔，將所述源/漏電極中的一個暴露出來；并且形成防反射層，將該防反射層連接到通過所述通孔暴露出來的所述源/漏電極中的一個上。
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述防反射層包括透明材料第一組分和金屬材料第二組分，并且形成所述防反射層包括沉積所述第一組分和第二組分，以便在與暴露出來的電極接觸的部分處具有根據該防反射層的厚度，第一組分減少而第二組分增多的漸變的濃度梯度。
14.根據權利要求13所述的方法，其中所述防反射層的第一組分是銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)和氧化鋅(ZnO)中的一種，而所述第二組分是鋁(Al)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、銀(Ag)、金(Au)和鎢(W)中的一種。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述防反射層的沉積包括對第一組分和第二組分進行共同濺射或者共同蒸發中的一種。
16.根據權利要求14所述的方法，其中，所述防反射層用作該顯示裝置的黑矩陣和像素電極。
17.一種平板顯示裝置，包括第一電極層；第二電極層；以及有機電致發光層，其中，第一電極層和第二電極層中的一個用作防反射層，防止有機電致發光層的光線穿透該防反射層。
18.根據權利要求17所述的顯示裝置，其中，所述防反射層包括透明材料第一組分和金屬材料第二組分，該第一組分和第二組分的排布使該防反射層具有根據其厚度漸變的濃度梯度。
19.根據權利要求18所述的顯示裝置，其中，朝向外部光線的入射方向，第一組分逐步減少而第二組分逐步增多，從而將所述外部光線吸收到所述防反射層中，并且第一組分逐步減少的速率與所述防反射層的厚度相對應。
20.根據權利要求19所述的顯示裝置，其中所述防反射層的第一組分是銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)和氧化鋅(ZnO)中的一種，而所述第二組分是鋁(Al)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、銀(Ag)、金(Au)和鎢(W)中的一種。
21.根據權利要求1所述的平板顯示裝置，其中，所述防反射層包括透明材料第一組分和金屬材料第二組分，第一組分和第二組分的濃度漸變分布，以便使所述防反射層用作顯示裝置的像素電極，防止入射的外部光線在其上發生反射，并且防止源/漏電極中的一個與所述防反射層之間發生擴散。
22.根據權利要求21所述的平板顯示裝置，其中，朝向所述源/漏電極，所述防反射層的第二組分的濃度逐步增大，以便減少該防反射層與源/漏電極之間的接觸電阻。
23.根據權利要求21所述的平板顯示裝置，其中，朝向所述源/漏電極，所述防反射層的第二組分的濃度逐步增大，以便允許使用鋁系材料作為源/漏電極。
24.根據權利要求21所述的平板顯示裝置，其中，朝向所述源/漏電極，所述防反射層的第二組分以對應于該防反射層厚度的速率逐步增多。
全文摘要
一種平板顯示裝置，包括導電層，該導電層具有透明的導電材料和金屬材料。該導電層具有漸變的濃度梯度，并且同時用作像素電極和黑矩陣。該平板顯示裝置的制造方法包括在基體上形成帶有源/漏電極的薄膜晶體管；在具有薄膜晶體管的基體上形成絕緣層；形成通孔，將所述源/漏電極中的一個暴露出來；以及形成防反射層，將該防反射層連接到所述源/漏電極中暴露出來的那個上。所述防反射層用作所述平板顯示裝置的像素電極和黑矩陣。
文檔編號H01L27/11GK1430455SQ02158450
公開日2003年7月16日 申請日期2002年12月26日 優先權日2001年12月26日
發明者申東纘, 具在本 申請人:三星Sdi株式會社