DE10360455B4

DE10360455B4 - Verfahren zur Herstellung einer organischen Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE10360455B4
Application number: DE10360455A
Authority: DE
Inventors: Jae-Yong Annyang Park; Choong-Keun Yoo; Ock-Hee Annyang Kim; Nam-Yang Seongnam Lee; Kwan-Soo Suwon Kim
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2023-12-23
Also published as: DE10360455A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer organischen Elektrolumineszenzvorrichtung, umfassend:
– Herstellen einer ersten Isolierschicht auf einem ersten Substrat (100) mit einer Vielzahl von Pixelbereichen (P) und einem diese umgebenden Umfangsbereich (Peri);
– Herstellen einer aktiven Schicht (104) auf der ersten Isolierschicht in jedem der Vielzahl von Pixelbereichen (P), wobei die aktive Schicht (104) aus polykristallinem Silizium besteht und einen Source-(104b) und einen Drainbereich (104c) aufweist;
– Herstellen einer zweiten Isolierschicht (106) auf der aktiven Schicht (104);
– Herstellen einer Gateelektrode (108) auf der zweiten Isolierschicht (106) über der aktiven Schicht (104);
– Herstellen einer dritten Isolierschicht (110, 114) auf der Gateelektrode (108), wobei diese dritte Isolierschicht (110, 114) ein den Sourcebereich (104b) freilegendes zweites Kontaktloch (118) und ein den Drainbereich (104c) freilegendes erstes Kontaktloch (116) aufweist;
– Herstellen einer Source- (124) und einer Drainelektrode (122) sowie eines ersten Kontaktflecks (126) auf der dritten Isolierschicht (110,...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung, und spezieller betrifft sie ein Verfahren zum Herstellen einer organischen Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung.
Im Allgemeinen emittiert eine organische Elektrolumineszenzdisplay(OELD)-Vorrichtung Licht durch Injizieren von Elektronen aus einer Kathode und Löchern aus einer Anode in eine Emissionsschicht, kombinierender Elektronen und der Löcher, Erzeugen eines Exzitons und Ausführen eines Übergangs des Exzitons aus einem angeregten Zustand in den Grundzustand. Im Gegensatz zu einer Flüssigkristalldisplay(LCD)-Vorrichtung ist für eine OELD-Vorrichtung keine zusätzliche Lichtquelle zum Emittieren von Licht erforderlich, da der Übergang des Exzitons zwischen Zuständen dafür sorgt, dass Licht von der Emissionsschicht emittiert wird. Demgemäss können die Grösse und das Gewicht von OELD-Vorrichtungen verringert werden. Da OELD-Vorrichtungen niedrigen Energieverbrauch, hervorragende Helligkeit und eine kurze Ansprechzeit zeigen, werden sie in Verbraucherelektronikerzeugnisse wie Funktelefone, Fahrzeugnavigationssysteme (CNS), persönliche digitale Assistenten (PDA), Camcorder und Palmtop-Computer eingebaut. Darüber hinaus ist es, da die Herstellung von OELD-Vorrichtungen einfach ist, viel billiger, OELD-Vorrichtungen als LCD-Vorrichtungen herzustellen.
OELD-Vorrichtungen können in solche mit passiver und solche mit aktiver Matrix eingeteilt werden. Obwohl OELD-Vorrichtungen mit passiver Matrix eine einfache Struktur aufweisen und sie unter Verwendung einfacher Herstellprozesse hergestellt werden, benötigen sie zum Betrieb relativ hohe Energiemengen, und ihre Anzeigegrößen sind durch ihre Strukturen beschränkt. Außerdem nehmen die Öffnungsverhältnisse von OELD-Vorrichtung mit passiver Matrix ab, wenn die Gesamtanzahl der Leitungen erhöht wird. Demgegenüber zeigen OELD-Vorrichtungen mit aktiver Matrix einen hohen Emissionswirkungsgrad und sie können Bilder hoher Qualität für große Displays unter Verwendung von relativ wenig Energie erzeugen.
Die 1 ist eine schematische Schnittansicht einer OELD-Vorrichtung gemäß der einschlägigen Technik. In der 1 ist eine Arrayeinheit 14 mit einem Dünnschichttransistor (TFT) T auf einem ersten Substrat 12 angeordnet. Eine erste Elektrode 16, eine organische Elektrolumineszenzschicht 18 und eine zweite Elektrode 20 sind sequenziell auf der Arrayeinheit 14 ausgebildet, wobei die organische Elektrolumineszenzschicht 18 für jeden Pixelbereich die Farben Rot, Grün und Blau gesondert anzeigen kann. Im Allgemeinen werden für die organische Elektrolumineszenzschicht 18 in jedem Pixelbereich gesonderte organische Materialien verwendet, um Licht jeder Farbe zu emittieren. Eine organische ELD-Vorrichtung wird dadurch eingekapselt, dass das erste Substrat 12 und ein zweites Substrat 28, das über ein Feuchtigkeit absorbierendes Material 22 verfügt, durch ein Dichtmittel 26 aneinander befestigt werden. Das Feuchtigkeit absorbierende Material 22 beseitigt jede Feuchtigkeit und Sauerstoff, die in eine Kapsel der organischen Elektrolumineszenzschicht 18 eindringen können. Nach dem Ätzen eines Abschnitts des zweiten Substrats 28 wird der geätzte Abschnitt mit dem Feuch tigkeit absorbierenden Material 22 gefüllt, und das eingefüllte Feuchtigkeit absorbierende Material wird durch ein Halteelement 25 fixiert.
Die 2 ist eine schematische Draufsicht einer Arrayeinheit einer OELD-Vorrichtung gemäß der einschlägigen Technik. In der 2 verfügt eine Arrayeinheit einer OELD-Vorrichtung über ein Schaltelement T_S, ein Treiberelement T_D und einen Speicherkondensator C_ST, wobei das Schaltelement T_S und das Treiberelement T_D über eine Kombination mindestens eines Dünnschichttransistors (TFT) verfügen können. Ein transparentes, isolierendes Substrat 12, auf dem die Arrayeinheit hergestellt wird, kann aus Glas oder Kunststoffmaterial bestehen. Auf dem Substrat 12 sind eine Gateleitung 32 und eine Datenleitung 34, die einander schneiden, ausgebildet, wobei durch den Schnittpunkt der Gateleitung 32 und der Datenleitung 34 ein Pixelbereich P definiert ist. Zwischen der Gateleitung 32 und der Datenleitung 34 ist eine Isolierschicht (nicht dargestellt) eingefügt, und eine parallel zur Datenleitung 34 beabstandet von dieser verlaufende Spannungsleitung 35 schneidet die Gateleitung 32.
Das Schaltelement T_S ist ein Dünnschichttransistor mit einer Schalt-Gateelektrode 36, einer schaltenden, aktiven Schicht 40 sowie einer Schalt-Sourceelektrode 46 und einer Schalt-Drainelektrode 50. In ähnlicher Weise ist ein Treiberelement T_D ein Dünnschichttransistor mit einer Treiber-Gateelektrode 38, einer aktiven Treiberschicht 42 sowie einer Treiber-Sourceelektrode 48 und einer Treiber-Drainelektrode 52. Die Schalt-Gateelektrode 36 ist mit der Gateleitung 32 verbunden, und die Schalt-Sourceleitung 46 ist mit der Datenleitung 34 verbunden, und die Schalt-Drainelektrode 50 ist durch ein erstes Kontaktloch 54 mit der Treiber-Gateelektrode 38 verbunden. Die Treiber-Sourceelektrode 48 ist durch ein zweites Kontaktloch 56 mit der Spannungsleitung 35 ver bunden. Außerdem ist die Treiber-Drainelektrode 52 mit einer ersten Elektrode 16 im Pixelbereich P verbunden. Die Spannungsleitung 35 überlappt mit einer ersten Kondensatorelektrode 15, wobei zwischen diese eine Isolierschicht eingefügt ist, um den Speicherkondensator zu bilden.
Die 3 ist eine schematische Draufsicht einer OELD-Vorrichtung gemäss der einschlägigen Technik. Gemäss der 3 verfügt ein Substrat 12 über einen Daten-Kontaktfleck-Bereich E auf einer ersten Seite sowie einen ersten und einen zweiten Gate-Kontaktfleck F1 und F2 auf einer zweiten und einer dritten Seite angrenzend an die erste Seite. An der vierten Seite, die der ersten Seite zugewandt ist und angrenzend an die zweite und die dritte Seite des Substrats 12 liegt, ist eine gemeinsame Elektrode 39 ausgebildet, wobei eine gemeinsame Spannung über diese gemeinsame Elektrode 39 an eine zweite Elektrode 20 angelegt wird, um das elektrische Potenzial derselben aufrecht zu erhalten. Demgemäss wird ein Anzeigebereich im Zentrum des Substrats 12 zum Anzeigen von Bildern verwendet.
Die 4A ist eine schematische Schnittansicht entlang IVa-IVa in der 2, entsprechend der einschlägigen Technik, und die 4B ist eine Schnittansicht entlang IVb-IVb in der 3, entsprechend der einschlägigen Technik. In den 4A und 4B sind ein Treiber-Speicherkondensator (TFT) TD mit einer aktiven Treiberschicht 42, einer Treiber-Gateelektrode 38 sowie einer Treiber-Sourceelektrode 48 und einer Treiber-Drainelektrode 52 auf einem Substrat 12 ausgebildet. Auf dem Treiber-TFT TD ist eine Isolierschicht 57 ausgebildet, und auf dieser ist eine mit der Treiber-Drainelektrode 52 verbundene erste Elektrode 16 ausgebildet. Auf der ersten Elektrode 16 ist eine organische Emissionsschicht 18 zum Emittieren von Licht einer speziellen Farbe ausgebildet, und auf dieser ist eine zweite Elektrode 20 ausgebil det. Ein Speicherkondensator ist so ausgebildet, dass er elektrisch parallel zum Treiber-TFT TD liegt, und er verfügt über eine erste und eine zweite Kondensatorelektrode 15 und 35, wobei ein Abschnitt einer Spannungsleitung über der ersten Kondensatorelektrode 15 als zweite Kondensatorelektrode 35 verwendet wird, die mit der Treiber-Sourceelektrode 48 verbunden ist, und die zweite Elektrode 20 ist auf der gesamten Fläche des Substrats 12 einschliesslich dem Treiber-TFT TD, dem Speicherkondensator und der organischen Elektrolumineszenzschicht 18 ausgebildet.
Am Umfangsabschnitt des Substrats 12 ist eine gemeinsame Elektrode 39 ausgebildet, über die eine gemeinsame Spannung an die zweite Elektrode 20 gelegt wird, wobei die gemeinsame Elektrode 39 gleichzeitig mit der Treiber-Sourceelektrode 56 und der Treiber-Drainelektrode 52 hergestellt wird. Mehrere Isolierschichten auf der gemeinsamen Elektrode 39 enthalten ein erstes und ein zweites Kontaktloch 50 und 52 zum Freilegen der gemeinsamen Elektrode 39, und die zweite Elektrode 20 ist durch das erste Kontaktloch 50 hindurch mit der gemeinsamen Elektrode 39 verbunden. Obwohl es nicht dargestellt ist, ist durch das zweite Kontaktloch 52 ein externer Schaltkreis mit der gemeinsamen Elektrode 39 verbunden, um die gemeinsame Spannung zu liefern.
Wenn jedoch eine Arrayeinheit und eine Emissionseinheit auf einem Substrat hergestellt werden, ist die Herstellausbeute einer OELD-Vorrichtung durch das Produkt aus der TFT-Ausbeute und der Ausbeute für die organische Emissionsschicht bestimmt. Da die Ausbeute für die organische Emissionsschicht relativ niedrig ist, ist die Herstellausbeute eines ELD durch die Ausbeute der organische Schicht beschränkt. Z. B. kann selbst dann, wenn ein TFT hergestellt wird, eine OELD-Vorrichtung aufgrund von Defekten einer organischen Emissionsschicht als schlecht beurteilt werden. Demgemäß gehen Herstellmaterialien verloren und die Herstellkosten steigen an.
Im Allgemeinen werden OELD-Vorrichtungen abhängig von der Emissionsrichtung des zum Anzeigen von Bildern verwendeten Lichts in solche vom nach unten emittierenden Typ und solche vom nach oben emittierenden Typ eingeteilt. Obwohl nach unten emittierende OELD-Vorrichtungen Vorteile einer hohen Einschlussstabilität und einer hohen Prozessflexibilität zeigen, sind sie für Vorrichtungen hoher Auflösung ungeeignet, da sie schlechte Öffnungsverhältnisse zeigen. Demgegenüber zeigen nach oben emittierende OELD-Vorrichtungen höhere erwartete Lebensdauer, da sie relativ einfach konzipiert sind und hohe Öffnungsverhältnisse zeigen. Jedoch ist bei nach oben emittierenden OELD-Vorrichtungen die Kathode im Allgemeinen auf einer organischen Emissionsschicht ausgebildet, wodurch das Transmissionsvermögen und die optische Effizienz verringert sind, da nur eine begrenzte Anzahl von Materialien ausgewählt werden kann. Wenn zum Minimieren der Ver ringerung des Transmissionsvermögen eine Dünnfilm-Schutzschicht verwendet wird, sind nach oben emittierende OELD-Vorrichtungen nicht ausreichend gegen Umgebungsluft abgeschirmt.
US 2003/0201712 A1 zeigt ein organisches EL-Display mit einem ersten und einem zweiten Substrat, wobei auf dem ersten Substrat mit den jeweiligen Pixelbereichen Verbindungselektroden angeordnet sind, die den jeweiligen Treiber-TFT mit der entsprechenden Elektrode auf dem zweiten Substrat verbindet.
US 2003/0146696 A1 beschreibt ein organisches EL-Display, das von einem unten liegenden Substrat schichtweise aufgebaut ist, wobei auch die EL-Schicht auf diesem Substrat angebracht ist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer organischen Elektroluminszenz-Anzeigevorrichtung anzugeben, bei dem eines oder mehrere Probleme aufgrund von Einschränkungen und Nachteilen der einschlägigen Technik im Wesentlichen vermieden werden und bei dem eine Arrayeinheit und eine organische Emissionsschicht auf gesonderten Substraten hergestellt werden und die Substrate aneinander befestigt werden.
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt, und sie gehen teilweise aus der Beschreibung hervor oder ergeben sich beim Realisieren der Erfindung. Die Aufgaben und andere Vorteile der Erfindung werden durch die Struktur realisiert und erzielt, wie sie speziell in der schriftlichen Beschreibung und den zugehörigen Ansprüchen sowie den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.
Gemäß einer Erscheinungsform umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer organischen Elektrolumineszenzvorrichtung das Folgende: Herstellen einer ersten Isolierschicht auf einem ersten Substrat mit einer Vielzahl von Pixelbereichen und einem diese umgebenden Umfangsbereich; Herstellen einer aktiven Schicht auf der ersten Isolierschicht in jedem der Vielzahl von Pixelbereichen, wobei die aktive Schicht aus polykristallinem Silicium besteht und sie einen Source- und einen Drainbereich aufweist; Herstellen einer zweiten Isolierschicht auf der aktiven Schicht; Herstellen einer Gateelektrode auf der zweiten Isolierschicht über der aktiven Schicht; Herstellen einer dritten Isolierschicht auf der Gateelektrode, wobei diese dritte Isolierschicht ein den Sourcebereich freilegendes erstes Kontaktloch und ein den Drainbereich freilegendes zweites Kontaktloch aufweist; Herstellen einer Source- und einer Drainelektrode sowie eines ersten Kontaktflecks auf der dritten Isolierschicht, wobei die Sourceelektrode durch das erste Kontaktloch mit dem Sourcebereich verbunden ist, die Drainelektrode durch die zweite Elektrode mit dem Drainbereich verbunden ist und der erste Kontaktfleck im Umfangsbereich angeordnet ist; Herstellen einer vierten Isolierschicht auf der Source- und der Drainelektrode und dem ersten Kontaktfleck, wobei die vierte Isolierschicht ein die Drainelektrode freilegendes drittes Kontaktloch sowie ein viertes und ein fünftes Kontaktloch aufweist, die den ersten Kontaktfleck freilegen; Herstellen einer ersten und einer zweiten Verbindungselektrode auf der vierten Isolierschicht, wobei das erste Verbindungsmuster durch das dritte Kontaktloch mit der Drainelektrode verbunden ist und die zweite Verbindungselektrode durch das vierte Kontaktloch mit dem ersten Kontaktfleck verbunden ist; Herstellen einer ersten Elektrode auf einem zweiten Substrat mit einer Vielzahl von Pixelbereichen und einem diese umgebenden Umfangsbereich; Herstellen einer organischen Emissionsschicht auf der ersten Elektrode; Herstellen einer zweiten Elektrode auf der organischen Emissionsschicht in jedem der Vielzahl von Pixelbereichen; und Befestigen des ersten und des zweiten Substrats mittels eines Dichtmittels aneinander; wobei die erste Verbindungselektrode mit der zweiten Elektrode in Kontakt steht und die zweite Verbindungselektrode mit der ersten Elektrode in Kontakt steht, wobei jeder der Pixelbereiche eine erste Verbindungselektrode enthält.
Es ist zu beachten, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind und dazu vorgesehen sind, für eine weitere Erläuterung der beanspruchten Erfindung zu sorgen.
Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und die in diese Beschreibung eingeschlossen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung, und sie dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien derselben zu erläutern. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
1 ist eine schematische Schnittansicht einer OELD-Vorrichtung gemäss der einschlägigen Technik;
2 ist eine schematische Draufsicht einer Arrayeinheit einer OELD-Vorrichtung gemäß der einschlägigen Technik;
3 ist eine schematische Draufsicht einer OELD-Vorrichtung gemäß der einschlägigen Technik;
4A ist eine schematische Schnittansicht entlang IVa-IVa in der 2 gemäß der einschlägigen Technik;
4B ist eine schematische Schnittansicht entlang IVb-IVb in der 3 gemäß der einschlägigen Technik;
5 ist eine schematische Schnittansicht einer beispielhaften OELD-Vorrichtung gemäß der Erfindung;
6A bis 6C sind schematische Schnittansichten eines beispielhaften Verfahrens zum Herstellen eines Pixelbereichs eines ersten Substrats für eine OELD-Vorrichtung gemäß der Erfindung;
7A bis 7C sind schematische Schnittansichten beispielhafter Verfahren zum Herstellen eines Umfangsbereichs eines ersten Substrats für eine OELD-Vorrichtung gemäß der Erfindung;
8A bis 8C sind schematische Schnittansichten eines beispielhaften Verfahrens zum Herstellen eines zweiten Substrats für eine OELD-Vorrichtung gemäß der Erfindung;
9 ist eine schematische Schnittansicht einer anderen beispielhaften OELD-Vorrichtung gemäß der Erfindung; und
10 ist eine schematische Schnittansicht einer anderen beispielhaften OELD-Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Nun wird detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, zu denen in den beigefügten Zeichnungen Beispiele veranschaulicht sind.
Die 5 ist eine schematische Schnittansicht einer beispielhaften OELD-Vorrichtung gemäss der Erfindung. Gemäss der 5 kann eine OELD-Vorrichtung 99 dadurch hergestellt werden, dass ein erstes und ein zweites Substrat 100 und 200 unter Verwendung eines Dichtmittels 290 aneinander befestigt werden, wobei das erste und das Substrat 100 und 200 über eine Vielzahl von Pixelbereichen P und einen diese umgebenden Umfangsbereich Peri verfügen können. Ausserdem kann auf der Innenseite des ersten Substrats 100 angrenzend an jeden der Vielzahl von Pixelbereichen P ein Treiber-Dünnschichttransistor (TFT) TD angeordnet sein. Obwohl es nicht dargestellt ist, kann auf der Innenseite des ersten Substrats 100 eine Vielzahl von Arrayleitungen ausgebildet sein. Auf der Innenseite des zweiten Substrats 200 kann eine Vielzahl erster Hilfselektroden 201 ausgebildet sein, und auf dieser Vielzahl erster Hilfselektroden 201 kann eine erste Elektrode 202 ausgebildet sein, die als transparente Anode zum Injizieren von Löchern fungieren kann. Auf der ersten Elektrode 202 kann eine organische Emissionsschicht 204 ausgebildet sein, und auf dieser kann in jedem der Vielzahl von Pixelbereichen P eine Vielzahl zweiter Elektroden 206 ausgebildet sein, wobei die Vielzahl zweiter Elektroden 206 als Kathoden zum Injizieren von Elektronen fungieren können. Ausserdem kann gleichzeitig mit der Vielzahl zweiter Elektroden 206 eine zweite Hilfselektrode 207 auf der ersten Elektrode 202 im Umfangsbereich Peri ausgebildet werden.
Die zweite Elektrode 206 kann durch eine erste Verbindungs elektrode 130 elektrisch mit einer Drainelektrode 122 des Treiber-TFT TD verbunden sein. Dann kann eine erste Verbindungselektrode 130 vorhanden sein, um die zweite Elektrode 206 zu kontaktieren, wenn das erste und das zweite Substrat 100 und 200 miteinander verbunden werden. Als Nächstes kann ein erster Kontaktfleck 126 auf der Innenseite des ersten Substrats 100 im Umfangsbereich Peri ausgebildet sein, und über dem ersten Kontaktfleck 126 kann eine zweite Verbindungselektrode 132 für Kontakt mit ihm ausgebildet sein, wobei die zweite Verbindungselektrode 132 durch die zweite Hilfselektrode 207 dadurch elektrisch mit der ersten Elektrode 202 verbunden werden kann, dass das erste und das zweite Substrat 100 und 200 aneinander befestigt werden. Alternativ kann, wenn die zweite Hilfselektrode 207 nicht ausgebildet werden kann, die zweite Verbindungselektrode 132 direkt mit der ersten Elektrode 202 in Kontakt treten.
Die erste und die zweite Verbindungselektrode 130 und 132 können aus mehreren Schichten hergestellt werden, um den Kontaktwiderstand zur Drainelektrode 122 zum ersten Kontaktfleck 126, zur zweiten Elektrode 206 und zur zweiten Hilfselektrode 207 zu verbessern. Ausserdem kann der erste Kontaktfleck 126 aus mehreren Schichten hergestellt werden, um den Kontaktwiderstand zur zweiten Verbindungselektrode 132 zu verbessern, und es kann eine Spannung an ihn angelegt werden, um die Emissionsschicht 204 anzusteuern.
Die 6A bis 6C sind schematische Schnittansichten eines beispielhaften Verfahrens zum Herstellen eines Pixelbereichs eines ersten Substrats für eine gemeinsame OELD-Vorrichtung, und die 7A bis 7C sind schematische Schnittansichten eines beispielhaften Verfahrens zum Herstellen eines Umfangsbereichs eines ersten Substrats für eine erfindungsgemässe OELD-Vorrichtung. Um die Erläuterung der Erfindung zu vereinfachen, können die 6A bis 6C als entlang IVa-IVa in der 2 verlaufend angesehen werden, und die 7A bis 7C können als entlang IVb-IVb in der 3 verlaufend angesehen werden.
Gemäß den 6A und 7A kann eine Pufferschicht, d. h. eine erste Isolierschicht, auf einem ersten Substrat 100 mit Pixelbereichen P, Treiberbereichen D, Speicherbereichen C und Umfangsbereichen Peri dadurch hergestellt werden, dass ein Material aus einer Gruppe von Silicium-Isoliermaterialien, einschließlich Siliciumnitrid (SiN_x) und Siliciumoxid (SiO₂) abgeschieden wird. Außerdem können eine erste und eine zweite aktive Schicht 104 und 105 aus polykristallinem Silicium auf der Pufferschicht 102 im Treiber- bzw. Speicherbereich D bzw. C hergestellt werden. Z. B. können die erste und die zweite aktive Schicht 104 und 105 durch einen Dehydrierprozess und einen Kristallisationsprozess unter Verwendung von Wärme nach dem Abscheiden vom amorphem Silicium hergestellt werden. Die zweite aktive Schicht 105 kann als erste Elektrode eines Speicherkondensators dadurch fungieren, dass das kristallisierte amorphe Silicium mit Fremdstoffen dotiert wird.
Auf der ersten aktiven Schicht 104 können eine Gate-Isolierschicht 106, d. h. eine zweite Spannungsleitung, und eine Gateelektrode 108 sequenziell hergestellt werden, wobei die Gate-Isolierschicht 106 auf der gesamten Fläche des ersten Substrats 100 hergestellt werden kann. Die Gate-Isolierschicht 106 kann über ein anorganisches Isoliermaterial, wie Siliciumnitrid (SiN_x) und Siliciumoxid (SiO₂) verfügen, und die Gateelektrode 108 kann aus mindestens einem leitenden Metallmaterial hergestellt werden, wie Aluminium (Al), einer Aluminium(Al)legierung, Kupfer (Cu), Wolfram (W), Tantal (Ta) und Molybdän (Mo).
Nach dem Herstellen der Gateelektrode 108 kann die erste aktive Schicht 104 mit Fremdstoffen, wie Bor (B) oder Phosphor (P), dotiert werden, um einen Kanalbereich 104a sowie eine Source- und einen Drainbereich 104b und 104c zu definieren. Auf der Gateelektrode 108 kann eine Zwischenschicht-Isolierschicht 110, d. h. eine dritte Isolierschicht hergestellt werden, wobei diese Zwischenschicht-Isolierschicht 110 mindestens ein anorganisches Isoliermaterial, wie sie Siliciumnitrid (SiN_x) und Siliciumoxid (SiO₂) enthalten kann.
Auf der Zwischenschicht-Isolierschicht 110 kann im Speicherbereich C eine Kondensatorelektrode 112 dadurch hergestellt werden, dass mindestens ein leitendes Material, wie Aluminium (Al), eine Aluminium(Al)legierung, Kupfer (Cu), Wolfram (W), Tantal (Ta) und Molybdän (Mo), abgeschieden und strukturiert wird. Die zweite aktive Schicht 105 und die diese überlappende Kondensatorelektrode 112 können mit der dazwischen eingefügten Zwischenschicht-Isolierschicht einen Speicherkondensator bilden.
Gemäß den 6B und 7B kann eine vierte Isolierschicht 114 auf der Kondensatorelektrode 112 hergestellt werden, wobei diese vierte Isolierschicht 114 ein den Drainbereich 104c freilegendes erstes Kontaktloch 116, ein den Sourcebereich 104 freilegendes zweites Kontaktloch 118 und ein die Kondensatorelektrode 112 freilegendes drittes Kontaktloch 120 enthalten kann.
Gemäß den 6C und 7C können auf der vierten Isolierschicht 114 eine Source- und eine Drainelektrode 124 und 122 dadurch hergestellt werden, dass mindestens ein leitendes Metallmaterial, wie Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Tantal (Ta) und Wolfram (W), abgeschieden und strukturiert wird. Die Sourceelektrode 124 kann den Sourcebereich 104b durch das zweite Kontaktloch 118 kontaktieren, und die Drainelektrode 112 kann den Drainbereich 104c durch das erste Kontaktloch 116 kontaktieren. Gleichzeitig kann ein erster Kontaktfleck 126 im Umfangsbereich Peri auf der vierten Isolierschicht 114 hergestellt werden.
Auf der Source- und der Drainelektrode 124 und 122 sowie dem ersten Kontaktfleck 126 kann eine fünfte Isolierschicht 128 mit einem vierten, einem fünften und einem sechsten Kontaktloch 134, 136 und 138 hergestellt werden. Das vierte Kontaktloch 134 kann die Drainelektrode 122 freilegen, und das fünfte und das sechste Kontaktloch 136 und 138 können die beiden Seiten des ersten Kontaktflecks 126 freilegen.
Auf der fünften Isolierschicht 128 können eine erste und eine zweite Verbindungselektrode 130 und 132 dadurch hergestellt werden, dass mindestens ein leitendes Metallmaterial abgeschieden und strukturiert wird. Die erste Verbindungselektrode 130 kann durch das vierte Kontaktloch 134 hindurch mit der Drainelektrode 122 in Kontakt stehen, und sie kann im Pixelbereich P angeordnet sein. Die zweite Verbindungselektrode 132 kann durch das fünfte Kontaktloch 136 hindurch mit dem ersten Kontaktfleck 126 in Kontakt treten.
Die 8A bis 8C sind schematische Schnittansichten eines beispielhaften Verfahrens zum Herstellen eines zweiten Substrats für eine erfindungsgemäße OELD-Vorrichtung. Der Einfachheit halber sind in den 8A und 8C Umfangsbereiche einer zweiten Elektrode nicht dargestellt. Gemäß der 8A kann eine Vielzahl erster Hilfselektrode 201 auf einem zweiten Substrat 200 mit einer Vielzahl von Pixelbereichen P dadurch hergestellt werden, dass mindestens ein Metallmaterial mit niedrigem Widerstand abgeschieden und strukturiert wird, und auf der Vielzahl erster Hilfselektroden 201 kann eine erste Elektrode 202 hergestellt werden. Alternativ kann die Vielzahl erster Hilfselektroden 201 weggelassen werden, wenn die erste Elektrode 202 einen ausreichend niedrigen Widerstand zeigt. Demgemäß kann, wenn die erste Elektrode 202 keinen ausreichend niedrigen Widerstand zeigt, durch das Herstellen der mehreren ersten Hilfselektroden 201 mit niedrigerem Widerstand als dem der ersten Elektrode 202 eine Signalverzerrung verhindert werden. Die erste Elektrode 202 fungiert als Anode zum Injizieren von Löchern in eine Emissionsschicht 204 (in der 2B). Z. B. kann die erste Elektrode 202 aus Indiumzinnoxid (ITO) oder Indiumzinkoxid (IZO) bestehen.
Gemäß der 8B kann auf der ersten Elektrode 202 eine Emissionsschicht 204 hergestellt werden, die entsprechend jeder der Vielzahl von Pixelbereichen P Licht einer der Farben Rot, Grün oder Blau emittieren kann. Die Emissionsschicht 204 kann über eine einschichtige oder mehrschichtige Struktur verfügen. Wenn die Emissionsschicht 204 eine mehrschichtige Struktur zeigt, kann sie eine organische Emissionsschicht 204a, eine Löchertransportschicht (HTL) 204b und eine Elektronentransportschicht (ETL) 204c aufweisen.
Gemäß der 8C kann auf der Emissionsschicht 204 eine Vielzahl zweiter Elektroden 206 hergestellt werden, wobei jede der Vielzahl zweiter Elektroden 206 jeder der Vielzahl von Pixelbereichen P entsprechen kann. Die Vielzahl zweiter Elektronen 206 kann als Kathode zum Injizieren von Elektronen in die Emissionsschicht 204 fungieren. Z. B. kann die Vielzahl zweiter Elektroden 206 eine einschichtige Struktur unter Verwendung von Aluminium (Al), Calcium (Ca) oder Magnesium (Mg), oder eine mehrschichtige Struktur unter Verwendung von Lithiumfluorid(LiF)/Aluminium(Al) aufweisen. Die Vielzahl zweiter Elektroden 206 kann eine Arbeitsfunktion unter der der ersten Elektrode 202 aufweisen. Obwohl es in den 8A bis 8C nicht dargestellt ist, kann in einem Umfangsabschnitt mit der Vielzahl zweiter Elektroden 206 gleichzeitig eine zweite Hilfselektrode auf der ersten Elektrode 202 hergestellt werden.
Das erste und das zweite Substrat 100 und 200, die durch Herstellprozesse gemäß den 6A bis 8C hergestellt werden, können unter Verwendung eines Dichtmaterials aneinander befestigt werden, um eine OELD-Vorrichtung zu bilden. Die erste und die zweite Elektrode 202 und 206 können als Anode bzw. Kathode fungieren, oder sie können als Kathode bzw. Anode fungieren. Demgemäß kann, wenn die erste Elektrode 202 als Kathode fungiert, der erste Kontaktfleck 126 (in der 7C) geerdet werden.
Die 9 ist eine schematische Schnittansicht einer anderen beispielhaften OELD-Vorrichtung gemäß der Erfindung. Gemäß der 9 können ein erstes und ein zweites Substrat 300 und 400 durch ein Dichtmaterial 500 aneinander befestigt werden. Das erste und das zweite Substrat 300 und 400 verfügen über eine Vielzahl von Pixelbereichen P, einen Umfangsbereich Peri, und sie können über eine Vielzahl von Dünnschichttransistoren (TFTs) T und eine Vielzahl von Arrayleitungen (nicht dargestellt) verfügen, die auf der Innenseite des ersten Substrats 300 ausgebildet sind, wobei jeder der Vielzahl von TFTs T angrenzend an jede der Vielzahl von Pixelbereichen P angeordnet werden kann. Auf der Innenseite des zweiten Substrats 400 kann eine Vielzahl erster Hilfselektroden 401 hergestellt werden, und auf der Vielzahl erster Hilfselektroden 401 kann eine erste Elektrode 402 hergestellt werden, die als Anode zum Injizieren von Löchern fungieren kann. Auf der ersten Elektrode 402 können sequenziell eine Emissionsschicht 408 und eine Vielzahl zweiter Elektroden 410 hergestellt werden, wobei die Vielzahl zweiter Elektroden 410 als Kathode zum Injizieren von Elektronen fungieren kann.
Gleichzeitig mit der Vielzahl zweiter Elektroden 410 kann auf der ersten Elektrode 402 im Umfangsbereich Peri eine zweite Hilfselektrode 412 hergestellt werden. Jede der mehreren zweiten Elektroden 410 kann durch eine erste Verbindungselektrode 304 mit einer Drainelektrode 302 jedes TFT T verbunden werden. Demgemäß, da nämlich das erste und das zweite Substrat 300 und 400 aneinander befestigt werden können, nachdem eine Vielzahl erster Verbindungselektroden 304 hergestellt wurde, kann diese Vielzahl erster Verbindungselektroden 304 mit der Vielzahl zweiter Elektroden 410 in Kontakt treten.
Auf der Innenseite des ersten Substrats 300 kann im Umfangsbereich Peri ein erster Kontaktfleck 306 hergestellt werden, und auf diesem kann eine zweite Verbindungselektrode 308 hergestellt werden. Die zweite Verbindungselektrode 308 kann durch die zweite Hilfselektrode 412 mit der ersten Elektrode 402 verbunden sein, nachdem das erste und das zweite Substrat 300 und 400 aneinander befestigt wurden.
Gemäß der 9 können der erste Kontaktfleck 306 und die zweite Verbindungselektrode 308 zu beiden Seiten des Umfangsbereich Peri auf der Innenseite des Dichtmittels 500 angeordnet sein. Die zweite Verbindungselektrode 308 und/oder der erste Kontaktfleck 306 können über eine Mehrschichtstruktur verfügen, um die Kontakteigenschaften zwischen ihnen zu verbessern. Alternativ können der erste Kontaktfleck 306 und die zweite Verbindungselektrode 308 an der Außenseite des Dichtmittels 500 angeordnet sein.
Die 10 ist eine schematische Schnittansicht einer anderen beispielhaften OELD-Vorrichtung gemäß der Erfindung. Gemäß der 10 können ein erstes und ein zweites Substrat 300 und 400 unter Verwendung eines Dichtmaterials 500 aneinander befestigt werden. Das erste und das zweite Substrat 300 und 400 können über eine Vielzahl von Pixelbereichen P, einen Umfangsbereich Peri verfügen, und sie können eine Vielzahl von Dünnschichttransistoren (TFTs) T und eine Vielzahl von Arrayleitungen (nicht dargestellt) aufweisen, die auf der Innenseite des ersten Substrats 300 ausgebildet sind, wobei jeder der Vielzahl von TFTs benachbart zu jeder der Vielzahl von Pixelbereichen P angeordnet sein kann.
Auf der Innenseite des zweiten Substrats 400 kann eine Vielzahl erster Hilfselektroden 401 hergestellt werden, und auf dieser Vielzahl erster Hilfselektroden 401 kann eine erste Elektrode 402 hergestellt werden. Auf der ersten Elektrode 402 können sequenziell eine Emissionsschicht 408 und eine Vielzahl zweiter Elektroden 410 hergestellt werden. Außerdem kann gleichzeitig mit der Vielzahl zweiter Elektroden 410 eine zweite Hilfselektrode 412 auf der ersten Elektrode 402 hergestellt werden, wobei jede der Vielzahl zweiter Elektroden 410 durch eine erste Verbindungselektrode 304 mit einer Drainelektrode 302 jedes TFT T verbunden werden kann. Da das erste und das zweite Substrat 300 und 400 aneinander befestigt werden können, nachdem eine Vielzahl erster Verbindungselektroden 304 hergestellt wurde, kann diese mit der Vielzahl zweiter Elektroden 410 in Kontakt treten.
Auf der Innenseite des Umfangsbereichs Peri des ersten Substrats 300 kann ein erster Kontaktfleck 306 hergestellt werden, und auf diesem kann eine zweite Verbindungselektrode 308 hergestellt werden. Demgemäß kann die zweite Verbindungselektrode 308 durch die zweite Hilfselektrode 412 mit der ersten Elektrode 402 verbunden sein, nachdem das erste und das zweite Substrat 300 und 400 aneinander befestigt wurden. Der erste Kontaktfleck 306 und die zweite Verbindungselektrode 308 können auf einer Seite des Umfangsbereichs Peri außerhalb des Dichtmittels 400 angeordnet sein.
Obwohl es nicht dargestellt ist, können der erste Kontaktfleck 306 und die zweite Verbindungselektrode 308 zu beiden Seiten des Umfangsbereichs Peri angeordnet sein. Außerdem können die zweite Verbindungselektrode 308 und/oder der erste Kontaktfleck 306 eine Mehrschichtstruktur aufweisen, um Kontakteigenschaften zwischen ihnen zu verbessern.
Gemäß der 10 kann ein hohes Öffnungsverhältnis erzielt werden, da die OELD-Vorrichtung vom nach oben emittierenden Typ ist. Außerdem können, da ein Arraymuster mit einem Dünnschichttransistor und eine organische Emissionsschicht unabhängig voneinander auf individuellen Substraten hergestellt werden können, nachteilige Effekte aufgrund von Herstellprozessen für die Emissionsschicht verhindert werden, und die Herstellausbeute ist verbessert. Darüber hinaus können, da in einem Umfangsabschnitt ein zweites Verbindungsmuster hergestellt werden kann, um mit einem ersten Kontaktfleck und einer ersten Elektrode in Kontakt zu treten, nachteilige Effekte aufgrund einer Signalverzerrung verhindert werden, und die Herstellausbeute wird weiter verbessert.
Der Fachmann erkennt, dass an der organischen Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung und am Verfahren zum Herstellen einer solchen gemäß der Erfindung verschiedene Modifizierungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Demgemäß soll die Erfindung die Modifizierungen und Variationen derselben abdecken, vorausgesetzt, dass sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente gelangen.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer organischen Elektrolumineszenzvorrichtung, umfassend: – Herstellen einer ersten Isolierschicht auf einem ersten Substrat (100) mit einer Vielzahl von Pixelbereichen (P) und einem diese umgebenden Umfangsbereich (Peri); – Herstellen einer aktiven Schicht (104) auf der ersten Isolierschicht in jedem der Vielzahl von Pixelbereichen (P), wobei die aktive Schicht (104) aus polykristallinem Silizium besteht und einen Source-(104b) und einen Drainbereich (104c) aufweist; – Herstellen einer zweiten Isolierschicht (106) auf der aktiven Schicht (104); – Herstellen einer Gateelektrode (108) auf der zweiten Isolierschicht (106) über der aktiven Schicht (104); – Herstellen einer dritten Isolierschicht (110, 114) auf der Gateelektrode (108), wobei diese dritte Isolierschicht (110, 114) ein den Sourcebereich (104b) freilegendes zweites Kontaktloch (118) und ein den Drainbereich (104c) freilegendes erstes Kontaktloch (116) aufweist; – Herstellen einer Source- (124) und einer Drainelektrode (122) sowie eines ersten Kontaktflecks (126) auf der dritten Isolierschicht (110, 114), wobei die Sourceelektrode (124) durch das zweite Kontaktloch (118) mit dem Sourcebereich (104b) verbunden ist, die Drainelektrode (122) durch das erste Kontaktloch (116) mit dem Drainbereich (104c) verbunden ist und der erste Kontaktfleck (126) im Umfangsbereich (Peri) angeordnet ist; – Herstellen einer vierten Isolationsschicht (128) auf der Drain- und Sourceelektrode (122, 124) und dem ersten Kontaktfleck (126), wobei die vierte Isolationsschicht (128) ein die Drainelektrode (122) freilegendes drittes Kontaktloch (134) sowie ein viertes und ein fünftes Kontaktloch (136, 138) aufweist, die den ersten Kontaktfleck (126) freilegen, – Herstellen einer ersten und einer zweiten Verbindungselektrode (130, 132) auf der vierten Isolierschicht (128), wobei die erste Verbindungselektrode (130) durch das dritte Kontaktloch (134) mit der Drainelektrode (122) verbunden ist und die zweite Verbindungselektrode (132) durch das vierte Kontaktloch (136) mit dem ersten Kontaktfleck (126) verbunden ist; – Herstellen einer ersten Elektrode (202) auf einem zweiten Substrat (200) mit einer Vielzahl von Pixelbereichen (P) und einem diese umgebenden Umfangsbereich (Peri); – Herstellen einer organischen Emissionsschicht (204) auf der ersten Elektrode (202); – Herstellen einer zweiten Elektrode (206) auf der organischen Emissionsschicht (204) in jedem der Vielzahl von Pixelbereichen (P); und – Befestigen des ersten und des zweiten Substrats (100, 200) mittels eines Dichtmittels (290) aneinander; – wobei die erste Verbindungselektrode (130) mit der zweiten Elektrode (206) in Kontakt steht und die zweite Verbindungselektrode (132) mit der ersten Elektrode (202) in Kontakt steht und wobei jeder der Pixelbreiche (P) eine erste Verbindungselektrode (130) enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste Elektrode (202) eine Anode zum Injizieren von Löchern in die organische Emissionsschicht (204) ist und die zweite Elektrode (206) eine Kathode zum Injizieren von Elektronen in diese ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die erste Elektrode (202) aus Indiumzinnoxid (ITO) oder Indiumzinkoxid (IZO) besteht.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die zweite Elektrode (206) aus Calcium (Ca), Aluminium (Al) oder Magnesium (Mg) besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: – Herstellen eines mit der Gateelektrode (108) verbundenen Musters (105) aus polykristallinem Silizium; und – Herstellen einer Kondensatorelektrode (112) auf dem Muster (105) aus polykristallinem Silizium, um einen Speicherkondensator (C) zu bilden; – wobei die Kondensatorelektrode (112) mit der Sourceelektrode (124) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Kontaktfleck (126) und die zweite Verbindungselektrode (132) auf der Innenseite des Dichtmittels (209) angeordnet werden und auf mindestens einer Seite des Umfangsbereichs (Peri) hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Kontaktfleck (126) und die zweite Verbindungselektrode (132) auf der Aussenseite des Dichtmittels (290) angeordnet werden, und auf mindestens einer Seite des Umfangsbereichs (Peri) hergestellt wer den.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Herstellen mehrerer erster Hilfselektroden (201) zwischen der ersten Elektrode (202) und dem zweiten Substrat (200), wobei die Vielzahl erster Hilfselektroden (201) zwischen der Vielzahl von Pixelbereichen (P) angeordnet wird und einen niedrigeren Widerstand als die erste Elektrode (202) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Herstellen einer zweiten Hilfselektrode (207) zwischen der zweiten Verbindungselektrode (132) und der ersten Elektrode (202), wobei die zweite Hilfselektrode (207) dieselbe Schichtstruktur und dieselben Materialien wie die zweite Elektrode (206) aufweist.