專利名稱：電致發(fā)光元件像素矩陣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電致發(fā)光(electroluminescence，EL)顯示面板，特別是涉及一種薄膜晶體管背板(TFT back panel)上的TFT電路布局改善，可適用于有源矩陣有機電致發(fā)光(Active Matrix Organic Electroluminescence)元件的顯示面板設(shè)計上。本發(fā)明尤其涉及電致發(fā)光元件像素矩陣。
背景技術(shù)：
在一般的有源矩陣有機電致發(fā)光(Active Matrix OrganicElectroluminescence；以下簡稱AMEL)顯示面板中，薄膜晶體管(Thin FilmTransistor；以下簡稱TFT)電路形成于顯示面板的TFT背板上。TFT通常具有一多晶硅層作為半導體層，并可能為一下柵極型(bottom gate type)或是一上柵極型(top gate type)，例如低溫多晶硅(low temperature poly-silicon)薄膜晶體管。為了使TFT處于最理想的工作狀態(tài)，多晶硅層需要高的電子遷移率。一般多晶硅層是由一非晶硅層(amorphous silicon film)形成的。利用激光(例如高能量準分子激光)照射非晶硅層，便可使非晶硅層結(jié)晶，以形成多晶硅層。通過激光多次以直線形狀照射非晶硅層，可使得非晶硅層的整個表面被結(jié)晶化。該直線形狀的激光橫跨部分或是整個TFT背板，并且，激光以橫向方式掃描非晶硅層。
圖1顯示一周知的4×4像素陣列的TFT背板。如圖所示，像素區(qū)110具有一TFT電路部分112，以及一有機發(fā)光二極管(Organic Light EmittingDiode；以下簡稱OLED)電路部分114。非晶硅層原本淀積于整個TFT背板100，并利用準分子激光退火工序，使得非晶硅層結(jié)晶成多晶硅層。由于激光的寬度有限，因此，需要利用多次的激光脈沖，方能掃描完整個的TFT背板100。
當非晶硅層由激光退火工序而形成多晶硅層后，接著利用光刻工序，除了TFT電路部分112的TFT裝置的源極區(qū)、漏極區(qū)、以及溝道區(qū)之外，移除多晶硅層上不需要的部分。但是，如圖所示，激光120的寬度WL比TFT電路部分112的寬度還寬，因此，激光120的照射區(qū)域大于TFT電路部分112。舉例而言，一般激光120的寬度為400μm(micrometers)，而TFT電路部分112的寬度約100μm，因此，激光退火工序也會結(jié)晶TFT背板100的OLED電路部分114的非晶硅層。雖然，接著會移除OLED電路部分114，但易在最后所形成的AMOLED顯示面板上形成線水波紋(line mura)現(xiàn)象。
水波紋現(xiàn)象會使得OLED顯示面板顯示畫面時產(chǎn)生不均勻的對比，并且水波紋現(xiàn)象源自于用以結(jié)晶化非晶硅層的激光脈沖間的能量變化。當顯示器需顯示固定的灰度級的影像或圖案時，則水波紋的現(xiàn)象就更明顯了。在OLED顯示面板中，當激光照射到非TFT區(qū)域(如OLED電路110)時，TFT背板會發(fā)生線水波紋缺點。由于激光脈沖間的變化，會造成不均勻的激光能量，使得多晶硅產(chǎn)生不均勻的效能。并且，由于TFT元件是用以驅(qū)動OLED裝置的，而TFT元件又易受多晶體的效能影響，因此，具有不均勻特性的TFT會造成OLED的亮度不一致，進而造成線水波紋現(xiàn)象。
為了消除線水波紋現(xiàn)象，周知的用以結(jié)晶化非晶硅層的激光退火工序需要將每次激光的脈沖部分重迭，以將激光脈沖間的變化降到最小。而且，非晶硅層被激光掃描兩次時，會將激光脈沖間的變化降到最小。但周知的這種方式會增加激光退火工序的時間，并且，由于激光脈沖之間的占空比(dutycycle)也被增加，使得激光的使用壽命縮短。
由于激光的能量大多照射到非晶硅層中所不需要的區(qū)域，因此，周知的AMOLED布局方式會導致效能差的工藝。并且，當準分子激光工具的壽命變短時，會造成激光能量多余的花費。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于改善電致發(fā)光像素矩陣中TFT電路的布局。其中的電致發(fā)光元件可為有機發(fā)光二極管(OLED)，其可應(yīng)用到AMOLED顯示面板上的設(shè)計。
為達到上述目的，本發(fā)明提出一種有源矩陣電致發(fā)光像素矩陣，包括，一薄膜晶體管背板、至少一電致發(fā)光元件像素聚集區(qū)域以及至少一薄膜晶體管電路聚集區(qū)域。電致發(fā)光元件像素聚集區(qū)域設(shè)置于薄膜晶體管背板上，且電致發(fā)光元件像素聚集區(qū)域中每一電致發(fā)光元件都連接到一薄膜晶體管電路中至少兩個薄膜晶體管。該電致發(fā)光元件像素聚集區(qū)域又包含至少兩行相鄰的電致發(fā)光元件陣列，每一行電致發(fā)光元件陣列含有至少兩個對齊排列(水平、垂直或以某特定角度)的電致發(fā)光元件。該薄膜晶體管電路聚集區(qū)域也由至少兩行相鄰的薄膜晶體管電路陣列組成。每一行薄膜晶體管電路陣列含有至少兩個對齊排列(水平、垂直或是以某特定角度)的薄膜晶體管，換句話說，該薄膜晶體管電路聚集區(qū)域以至少二維陣列排列。
薄膜晶體管電路具有至少一薄膜晶體管，并且該薄膜晶體管的源極區(qū)、漏極區(qū)、以及溝道區(qū)形成于一多晶硅層。該薄膜晶體管可為低溫多晶硅薄膜晶體管，而該多晶硅層可為通過激光照射一非晶硅層所形成。
本發(fā)明還提出一種電致發(fā)光元件像素矩陣的制造方法。電致發(fā)光元件像素矩陣包含以陣列方式排列的電致發(fā)光元件像素聚集區(qū)域及薄膜晶體管電路聚集區(qū)域。該電致發(fā)光元件像素聚集區(qū)域又包含至少兩行相鄰的電致發(fā)光元件陣列，每一行電致發(fā)光元件陣列含有至少兩個對齊排列(水平、垂直或以某特定角度)的電致發(fā)光元件。該薄膜晶體管電路聚集區(qū)域也由至少兩行相鄰的薄膜晶體管電路陣列組成。每一行薄膜晶體管電路陣列含有至少兩個對齊排列(水平、垂直或是以某特定角度)的薄膜晶體管，換句話說，該薄膜晶體管電路聚集區(qū)域以至少二維陣列排列。
首先，在一背板上形成一非晶硅層(amorphous silicon film)。接著，以一激光脈沖照射非晶硅層，使轉(zhuǎn)化為一多晶硅層(polycrystalline silicon film)，其中，至少二行的薄膜晶體管電路陣列會同時被激光脈沖所照射。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出優(yōu)選實施例，并配合附圖，作詳細說明。


圖1顯示一周知的4×4像素陣列的TFT背板。
圖2顯示本發(fā)明一實施例的AMOLED電路布局示意圖。
圖3a為具有圖2的AMOLED電路布局的AMOLED顯示面板的TFT背板的示意圖。
圖3b及3c顯示AMOLED顯示面板的TFT背板的實施例。
圖4顯示AMOLED顯示面板的像素示意圖。
圖5顯示AMOLED顯示面板的像素的電路圖。
圖6為本發(fā)明另一實施例的AMOLED電路布局示意圖。
符號說明100TFT背板；110像素區(qū)；112、212、212aTFT電路部分；114、214OLED電路部分；120、220激光；200TFT背板；210、210aAMOLED像素；212、212aTFT電路部分；214OLED電路部分；216OLED陣列；218OLED聚集區(qū)域；225TFT電路聚集區(qū)域；226OLED聚集區(qū)域；228TFT電路聚集區(qū)域；A、B、C、D像素行；230、240TFT；270電容器；280OLED；232、242溝道區(qū)；250柵極線；260數(shù)據(jù)線。
具體實施例方式
圖2和圖3a為顯示本發(fā)明一實施例的AMOLED電路布局示意圖。如圖所示，AMOLED的TFT背板200具有改善的AMOLED電路布局。如圖所示，AMOLED電路設(shè)置于TFT背板200之上，并且部分AMOLED像素210的TFT電路部分212組成薄膜晶體管電路聚集區(qū)域225。薄膜晶體管電路聚集區(qū)域225大致上為配合線形激光220所覆蓋的區(qū)域。像素行A中的TFT聚集區(qū)域為一行薄膜晶體管電路陣列。像素行A中的OLED聚集區(qū)域為一行OLED像素陣列。
在本實施例中，每一AMOLED像素210的TFT電路部分212，鄰近另一相鄰的AMOLED像素210的TFT電路部分212。如圖所示，在TFT背板200的像素行A中的AMOLED像素210的TFT電路部分位于AMOLED像素210的右側(cè)，而像素行B中的AMOLED像素210的TFT電路部分212a位于AMOLED像素210的左側(cè)。相同的排列方式也重復于像素行C及像素行D之間。
在LTPS工藝中，需在TFT背板200上形成一非晶硅層(amorphous siliconfilm)。然后，以激光照射部分TFT背板200上的非晶硅層，方能將非晶硅層轉(zhuǎn)換成多晶硅層(polycrystalline silicon film)層。由于在二相鄰的像素行中，彼此間的TFT電路部分212以相鄰聚集的方式排列，因此，通過此種排列方式，可使得線形激光220可以一次照射到二相鄰的像素行。TFT電路部分212占據(jù)大部分的激光照射區(qū)。因此，激光220的能量可以更有效地照射到TFT電路部分212，而不是照到OLED電路部分214。
除了激光220可被更有效地利用外，由于TFT電路部分212與相鄰像素行中的TFT電路部分212是同時被照射到的，因此，激光退火工序可更有效地處理TFT背板200。在結(jié)晶化TFT背板200上的TFT電路部分212的非晶硅層時，激光220可先照射像素行A及B，然后再橫向移動去照射像素行C及D，而不需要照射TFT背板200的OLED電路部分214。由于TFT電路更有效地被排列，故可以只讓TFT電路部分212上的非晶硅層被激光照射到，可減少激光退火工序的時間。
圖3a所示的TFT背板200的4×4陣列OLED像素布局只是一實施例，本發(fā)明并不限制OLED像素的數(shù)目。
圖3b顯示AMOLED顯示面板的TFT背板的一實施例。如圖所示，激光的寬度WL可大致等于像素區(qū)A及B或是C及D的TFT電路部分總寬度WT。因此，激光可同時照射到像素區(qū)A及B或是C及D，用以結(jié)晶化像素區(qū)A及B或是C及D的非晶硅層。另外，為了將激光脈沖間的變化降到最小，故像素區(qū)A及B或是C及D可能必須被額外的激光脈沖所照射。
圖3c顯示AMOLED顯示面板的TFT背板的另一實施例。如圖所示，像素區(qū)A及B或是C及D的TFT電路部分總寬度WT大于激光的寬度WL。激光可能橫穿像素區(qū)A及B或是C及D的TFT電路部分總寬度WT，用以掃描像素區(qū)A及B或是C及D。當激光橫穿像素區(qū)A及B或是C及D的TFT電路部分時，激光的每個次脈沖可能會被部分重迭。當激光照射完像素區(qū)A及B的TFT電路部分后，會移動去照射像素區(qū)C及D的TFT電路部分，而不會照射到像素區(qū)A及B與像素區(qū)C及D之間的OLED電路部分。如果需要的話，像素區(qū)A及B或C及D的TFT電路部分可被照射兩次，用以將激光脈沖間的變化降到最低。
詳細的像素210如圖4及5所示，圖4顯示AMOLED顯示面板的像素示意圖。在本實施例中，OLED像素210包括上柵極型TFT 230及240、電容器270、以及OLED 280。非晶硅層(未繪出)通過激光而結(jié)晶化成為多晶硅層(未繪出)，即晶體管230的溝道區(qū)232及晶體管240的溝道區(qū)242分別形成于多晶硅層。
圖5顯示AMOLED顯示面板的像素電路圖。柵極線250上的高電壓水平導通TFT 230，使得數(shù)據(jù)線260提供電壓給電容器270。在下個周期后，TFT 240的柵極電壓會等于數(shù)據(jù)線260上的電壓，并且柵極線250上的電壓水平會被設(shè)定為低電壓水平。TFT 240用以驅(qū)動OLED 280，使得電流由電壓源Vdd開始，經(jīng)過OLED 280，流入電壓源Vss。
圖6為本發(fā)明的另一個實施例。如第6圖所示，將多個有機電致發(fā)光元件排列成一有機電致發(fā)光聚集區(qū)域，多個薄膜晶體管排列成一薄膜晶體管聚集區(qū)域。由薄膜晶體管聚集區(qū)域來控制有機電致發(fā)光的運作。激光僅需掃描過薄膜晶體管聚集區(qū)域即可。
請注意本發(fā)明雖僅以O(shè)LED為實施例，但本發(fā)明的精神可延伸到以其它電致發(fā)光元件(electroluminescence，EL)取代OLED的設(shè)計。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例公開如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，當可作少許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以后附的權(quán)利要求所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種電致發(fā)光元件像素矩陣，包括一基板；至少一電致發(fā)光元件像素聚集區(qū)域，其形成于所述基板上；以及至少一薄膜晶體管電路聚集區(qū)域，其形成于所述基板上；其中，每一電致發(fā)光元件像素對應(yīng)并連接至所述薄膜晶體管電路聚集區(qū)域中的至少二個薄膜晶體管。
2.如權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光元件像素矩陣，其中所述薄膜晶體管電路聚集區(qū)域以二維陣列排列。
3.如權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光元件像素矩陣，其中所述薄膜晶體管為低溫多晶硅薄膜晶體管。
4.如權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光元件像素矩陣，其中所述電致發(fā)光元件像素聚集區(qū)域由至少兩行相鄰的電致發(fā)光元件陣列聚集而成，且其中所述薄膜晶體管電路聚集區(qū)域由至少兩行相鄰的薄膜晶體管電路陣列聚集而成。
5.如權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光元件像素矩陣，其中所述電致發(fā)光元件可為一有機發(fā)光二極管。
全文摘要
一種電致發(fā)光像素矩陣，其位于一薄膜晶體管背板上，具有改善的布局。通過排列電致發(fā)光像素矩陣中電致發(fā)光聚集區(qū)域以及薄膜晶體管電路聚集區(qū)域的位置，使得薄膜晶體管電路為一聚集的區(qū)域，因此，在激光退火工序中，每一激光脈沖都可照射到大量的薄膜晶體管電路的非晶硅層，以提高激光退火工序的效率。
文檔編號H05B33/12GK1627873SQ20051000462
公開日2005年6月15日 申請日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月5日
發(fā)明者黃維邦, 施立偉 申請人:友達光電股份有限公司