JP2004047468A - 有機電界発光素子とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄膜トランジスタアレイ部と発光部を別途の基板に構成した後、これを合着した上部発光方式の有機電界発光素子とその製造方法を提案する。
【解決手段】本発明による有機電界発光素子は、第１基板に薄膜トランジスタアレイ部を構成して、第１基板と合着される第２基板に有機発光部を構成するデュアルプレート構造である。前述した構成において、第１基板上に薄膜トランジスタと有機発光部の第２電極と接触する第１連結電極を形成すると同時に、第１基板の周辺部に構成される第１パッドと上部の第１電極を連結する第２連結電極を形成する。第１パッドは、基板の一側または両側に構成でき、第１基板及び第２基板を付着するシーラントの内側または外側の方に構成できる。
【選択図】 図５
【解決手段】本発明による有機電界発光素子は、第１基板に薄膜トランジスタアレイ部を構成して、第１基板と合着される第２基板に有機発光部を構成するデュアルプレート構造である。前述した構成において、第１基板上に薄膜トランジスタと有機発光部の第２電極と接触する第１連結電極を形成すると同時に、第１基板の周辺部に構成される第１パッドと上部の第１電極を連結する第２連結電極を形成する。第１パッドは、基板の一側または両側に構成でき、第１基板及び第２基板を付着するシーラントの内側または外側の方に構成できる。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機電界発光素子に係り特に、第１基板には薄膜トランジスタアレイ部を構成して、第１基板と合着される第２基板には有機電界発光部を構成した、二重プレート構造の有機電界発光素子（ＤＰＯＬＥＤ）とその製造方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
一般的に、有機電界発光素子は、電子注入電極（ｃａｔｈｏｄｅ）と正孔注入電極（ａｎｏｄｅ）から各々電子と正孔を発光層内部に注入させて、注入された電子と正孔が結合した励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が励起状態から基底状態に落ちる時に発光する原理を利用した素子である。
【０００３】
このような原理によって、従来の薄膜液晶表示素子とは違って別途の光源を必要としないので、素子の体積と重さを減らすことができる長所がある。
【０００４】
また、有機電界発光素子は、高品位パネル特性（低電力、高輝度、高反応速度、低重量）を示す。このような特性のために、ＯＥＬＤは移動通信端末機、ＣＮＳ、ＰＤＡ、キャムコーダ（Ｃａｍｃｏｒｄｅｒ）、パーム（Ｐａｌｍ） ＰＣ等、大部分のコンシューマー（ｃｏｎｓｕｍｅｒ）電子応用製品に用いることができる、強力な次世代ディスプレーとみなされている。
【０００５】
また製造工程が単純なために、生産原価を既存のＬＣＤより多く減らすことができる長所がある。
【０００６】
このような有機電界発光素子を駆動する方式は、パッシブ・マトリクス型とアクティブ・マトリクス型に分けられる。
【０００７】
前記パッシブ・マトリクス型の有機電界発光素子は、その構成が単純で製造方法も単純であるが、高い消費電力と表示素子の大面積化に難しさがあり、配線の数が増加すればするほど開口率が低下する短所がある。
【０００８】
反面、アクティブ・マトリクス型の有機電界発光素子は、高い発光効率と高画質を提供できる長所がある。
【０００９】
図１は、これまでの有機電界発光素子の構成を概略的に示した図面である。
図示したように、有機電界発光素子１０は、透明な第１基板１２の上部に薄膜トランジスタＴを配列してなる薄膜トランジスタアレイ部１４の上部に、第１電極１６と有機発光層１８と第２電極２０が構成される。
【００１０】
この時、前記発光層１８は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーを表現するようになるが、一般的な方法としては、各画素（Ｐ）ごとに赤、緑、青色を発光する別途の有機物質をパターニングして用いる。
【００１１】
そして、前記第１基板１２と、吸湿剤２２が付着された第２基板２８とを、シーラント２６を通して合着してカプセル化された有機電界発光素子１０が完成される。
【００１２】
この時、前記吸湿剤２２は、カプセル内部に浸透する水分と酸素を除去するためのものであり、基板２８の一部をエッチングして、エッチングされた部分に吸湿剤２２を充填してテープ２５で固定する。
【００１３】
図２は、これまでの有機電界発光素子に構成される薄膜トランジスタアレイ部を概略的に示した平面図である。
【００１４】
一般的に、アクティブ・マトリクス型の薄膜トランジスタアレイ部は、基板１２に定義された複数の画素ごとに、スイッチング素子ＴＳと、駆動素子ＴＤと、ストレージキャパシターＣＳＴとが構成され、動作の特性によって前記スイッチング素子ＴＳまたは駆動素子ＴＤは、各々一つ以上の薄膜トランジスタの組合せで構成することができる。
【００１５】
この時、前記基板１２は透明な絶縁基板を用い、その材質としてはガラスやプラスチックを例として挙げることができる。
【００１６】
図示したように、基板１２上に相互に所定間隔離隔して一方向に構成されたゲート配線３２と、ゲート配線３２と絶縁膜を挟んで交差するデータ配線３４が構成される。
【００１７】
同時に、前記データ配線３４と平行するように離隔されて前記ゲート配線３２と交差する電源配線３５が構成される。
【００１８】
前記スイッチング素子ＴＳと駆動素子ＴＤとして、各々ゲート電極３６、３８と、アクティブ層４０、４２と、ソース電極４６、４８及びドレイン電極５０、５２を含む薄膜トランジスタが用いられる。
【００１９】
前述した構成において、前記スイッチング素子ＴＳのゲート電極３６は、前記ゲート配線３２と連結して、前記ソース電極４６は前記データ配線３４と連結する。
前記スイッチング素子ＴＳのドレイン電極５０は、前記駆動素子ＴＤのゲート電極３８とコンタクトホール５４を通じて連結する。
【００２０】
前記駆動素子ＴＤのソース電極４８は、前記電源配線３５とコンタクトホール５６を通じて連結する。
【００２１】
また、前記駆動素子ＴＤのドレイン電極５２は、画素部Ｐに構成された第１電極１６と接触するように構成される。
【００２２】
この時、前記電源配線３５とその下部の多結晶シリコン層の第１キャパシター電極１５は、絶縁膜を挟んで重なってストレージキャパシターＣＳＴを形成する。
【００２３】
図３は、前述したようなアレイ構成を有する有機電界発光素子の平面構成を概略的に示した平面図である。
【００２４】
図示したように、基板１２の一側にはデータパッド部Ｅが構成されており、データパッド部と平行しない基板の両側にはゲートパッド部Ｆ１、Ｆ２が各々構成されている。
【００２５】
前記データパッド部Ｅと平行した基板１２の一側には共通電極３９を構成する。
この時、前記共通電極３９は、第２電極に共通電圧を印加して第２電極の電位を維持させる役割をする。
【００２６】
以下、図４Ａ及び図４Ｂを参照してこれまでの維持電界型発光素子の断面構成を説明する。
【００２７】
図４Ａは、図２のＩＶａ−ＩＶａ線で切断した部分の断面図であって、図４Ｂは、図３のＩＶｂ−ＩＶｂ線で切断した部分の断面図である。
【００２８】
図示したように、有機電界発光素子においては、ゲート電極３８と、アクティブ層４２と、ソース電極５６及びドレイン電極５２とを含む駆動素子である薄膜トランジスタＴＤが構成されており、駆動素子ＴＤの上部には、絶縁膜５７を挟んで駆動素子ＴＤのドレイン電極５２と接触する第１電極１６と、第１電極１６の上部にあって特定の色の光を発光する発光層１８と、発光層１８の上部にある第２電極２０が構成される。
【００２９】
前記駆動素子ＴＤとは並列にストレージキャパシターＣＳＴが構成され、ソース電極５６はストレージキャパシターＣＳＴの第２キャパシター電極（電源配線）３５と接触して構成され、前記第２キャパシター電極３５の下部には前記第１キャパシター電極１５が構成される。
【００３０】
前記駆動素子ＴＤとストレージキャパシターＣＳＴと有機発光層１８が構成された基板の全面には第２電極２０が構成される。
【００３１】
前述した構成において、基板１２の周辺部には、前記第２電極２０に共通電圧を印加する共通電極３９を、前記駆動素子ＴＤのソース電極５６及びドレイン電極５２と同一物質で形成する。
【００３２】
前記共通電極３９は、上部に構成された複数の絶縁膜をエッチングした第１コンタクトホール５０と第２コンタクトホール５２により一部が露出され、前記第２電極２０は、第１コンタクトホール５０を通じて共通電極３９と接触する構成であって、前記第２コンタクトホール５２は、外部に構成される電源部から前記第２電極２０に伝達する共通電圧の入力を受けるために、外部の電源配線（図示せず）と共通電極を連結するための構成である。
前述したような構成を通じてこれまでの有機電界発光素子を製作できる。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これまでの場合のように、単一基板上に薄膜トランジスタアレイ部と発光部を形成する場合、薄膜トランジスタの収率と有機発光層の収率の積が薄膜トランジスタと有機発光層を形成したパネルの収率を決定する。
【００３４】
したがって、これまでの場合のように構成された工程品は、前記有機発光層の収率によりパネルの収率が大きく制限される問題点を有していた。
【００３５】
特に、薄膜トランジスタが良好に形成されたとしても、１０００Å程度の薄膜を用いる有機発光層の形成時異物やその他他の要素により不良が発生すればパネルは不良等級と判定される。
【００３６】
これによって良品の薄膜トランジスタを製造するのに必要とした諸般経費及び原材料費の損失につながって、収率が低下する問題点を有していた。
【００３７】
また、前述したような下部発光方式は、カプセル化による安全性及び工程の自由度が高い反面、開口率の制限があって高解像度製品に適用するのは難しいという問題点がある。
【００３８】
先に説明しなかったが、上部発光方式は、光が上部に出てくるために光が進む方向が下部の薄膜トランジスタアレイ部と関係がなく、薄膜トランジスタ設計が容易で、開口率向上が可能であるために製品寿命側面から有利であるが、既存の上部発光方式構造では、有機電界発光層上部に通常的に陰極を配置するので、材料選択幅が狭いために透過度が制限されて光効率が低下する点と、光透過度の低下を最少化するために薄膜型保護膜を構成しなければならない場合に外気を十分に遮断できない問題点があった。
【００３９】
本願発明は、これらの問題点を解決することを目的として提案されたものであって、前記薄膜トランジスタアレイ部と発光部を別途の基板に構成した後、これらを合着する上部発光方式の有機電界発光素子とその製造方法を提案する。
【００４０】
この時、前記アレイ基板の周辺部に構成される第１パッドを上位層に構成して、また前記第１パッドと上部基板に構成された第１電極との連結を容易にするために連結電極をさらに構成する。
【００４１】
前述したような構成により、これまでの有機電界発光素子の問題を解決することができ、また基板の外廓に発光部の第１電極と第１パッドを連結する連結電極をさらに構成することによって、信号不良を防止して高画質の有機電界発光素子を製作することができる。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
前述したような目的を達成するための本発明の特徴による有機電界発光素子は、相互に向い合って一定間隔離隔して構成された、複数の画素部と前記複数の画素部を取り囲む周辺部とを有する第１基板及び第２基板と；前記第１基板の内側面の周辺部に形成される第１パッドと；前記第１基板の内側面の各画素領域に形成された、アクティブ層、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を含む駆動薄膜トランジスタと；前記ドレイン電極と接触する第１連結電極と；前記第１連結電極と同一物質で構成されており、前記第１パッドと連結する第２連結電極と；前記第２基板の内側全面に構成されており、前記第２連結電極と接触する第１電極と；前記第１電極の上部に形成される有機発光層と；前記有機発光層の上部に前記画素領域ごとに形成されており、前記第１連結電極と接触する第２電極と；前記第１基板と第２基板を合着するシーラントを含む。
【００４３】
前記アクティブ層は、多結晶シリコンで構成されており、前記駆動薄膜トランジスタと連結する電源配線をさらに含むことができる。
【００４４】
前記ゲート電極と連結するストレージキャパシターをさらに含むことができ、前記第１電極は前記有機発光層にホールを注入する陽極（ａｎｏｄｅ）であって、前記第２電極は前記有機発光層に電子を注入する陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）で構成することができる。
【００４５】
前記第１電極は、インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）とインジウム−ジンク−オキサイド（ＩＺＯ）のうち一つで構成され、前記第２電極はカルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属のうちから選択された一つで構成される。
【００４６】
前記第１パッドと第２連結電極は、シーラントの内側に配置し、前記周辺部の少なくとも一側に構成することができ、または前記第１パッドと第２連結電極はシーラントの外側に配置し、前記周辺部の少なくとも一側に構成することができる。
【００４７】
前記第２基板と第１電極との間に配置されていて、前記第１電極より小さい抵抗を有し、前記複数の画素部間に形成される複数の第１補助電極をさらに含み、前記第２連結電極と第１電極との間に配置されていて、前記第２電極と同一層に同一物質で形成される第２補助電極をさらに含む。
【００４８】
一方、本発明の特徴による有機電界発光素子の製造方法は、複数の画素部と前記複数の画素部を取り囲む周辺部を有する第１基板上に第１絶縁膜を形成する段階と；前記第１絶縁膜上部の各画素部に多結晶シリコンで構成された、ソース領域及びドレイン領域を有するアクティブ層を形成する段階と；前記アクティブ層の上部に第２絶縁膜を形成する段階と；前記アクティブ層に対応する前記第２絶縁膜上部にゲート電極を形成する段階と；前記ゲート電極上部に前記ソース領域及びドレイン領域を各々露出する第１コンタクトホール及び第２コンタクトホールを有する第３絶縁膜を形成する段階と；前記第３絶縁膜の上部に、前記第１コンタクトホールを通じて前記ソース領域と連結するソース電極と、前記第２コンタクトホールを通じて前記ドレイン領域と連結するドレイン電極と、前記周辺部に配置される第１パッドとを形成する段階と；前記ソース電極及びドレイン電極と第１パッド上部に、前記ドレイン電極を露出する第３コンタクトホールと、前記第１パッドを露出する第４コンタクトホール及び第５コンタクトホールとを有する第４絶縁膜を形成する段階と；前記第４絶縁膜上部に、前記第３コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と連結する第１連結電極と、前記第４コンタクトホールを通じて前記第１パッドと連結する第２連結電極とを形成する段階と；前記複数の画素部と前記複数の画素部を取り囲む周辺部を有する第２基板に第１電極を形成する段階と；前記第１電極上部に有機発光層を形成する段階と；前記有機発光層上部の各画素部に第２電極を形成する段階と；前記第１連結電極が前記第２電極と接触して、前記第２連結電極が前記第１電極と接触するように前記第１基板及び第２基板を合着する段階を含む。
【００４９】
前記第１電極は、前記有機発光層にホールを注入する陽極であって、前記第２電極は前記有機発光層に電子を注入する陰極で構成することができて、前記第１電極はインジウム−スズ−オキサイドとインジウム−ジンク−オキサイドのうち一つで構成されており、前記第２電極はカルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属のうちから選択された一つで構成される。
【００５０】
ストレージキャパシターを構成し、前記ゲート電極と連結する多結晶シリコンパターンと、前記ドレイン電極と連結して前記多結晶シリコンパターン上部に形成されるキャパシター電極を形成する段階をさらに含むことができる。
【００５１】
前記第１パッドと第２連結電極は、シーラントの内側に配置し、前記周辺部の少なくとも一側に構成するか、または前記第１パッドと第２連結電極はシーラントの外側に配置し、前記周辺部の少なくとも一側に構成することができる。
【００５２】
前記第２基板と第１電極との間に配置されていて、前記第１電極より小さい抵抗を有し、前記複数の画素部間に形成される複数の第１補助電極を形成する段階をさらに含むことがあり、前記第２連結電極と第１電極との間に配置されていて、前記第２電極と同一層、同一物質で形成される第２補助電極を形成する段階をさらに含むことができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、添附した図面を参照しながら本発明による望ましい実施例を説明する。
−−第１実施例−−
本発明は、第１基板に薄膜トランジスタアレイ部が構成されて、第２基板に有機発光部が構成される有機電界発光素子の構成において、前記第１基板の外廓に構成された共通電極と前記第２基板に構成された第２電極の連結を容易にするために、連結電極をさらに構成することを特徴とする。
【００５４】
図５は、本発明による有機電界発光素子の概略的な構成を示した断面図である。
図示したように、本発明による有機電界発光素子９９は、透明な第１基板１００と第２基板２００をシーラント（ｓｅａｌａｎｔ）５００を通して合着して構成する。
【００５５】
前記第１基板１００の上部には複数の画素部（発光部）Ｐと周辺部Ｐｅｒｉが定義されて、各画素部Ｐの一側ごとに薄膜トランジスタのスイッチング素子と駆動素子ＴＤとアレイ配線（図示せず）が構成される。
【００５６】
前記第２基板２００の上部には第１補助電極２０１を構成して、第１補助電極２０１が構成された基板２００の全面に透明なホール注入電極である第１電極２０２を構成する。
【００５７】
前記第１電極２０２の上部には有機発光層２０４と、第２電極２０６を順に構成する。
【００５８】
一方、周辺部Ｐｅｒｉの第１電極２０２上部には接触特性を向上させるために第２補助電極２０７を形成する。
【００５９】
前記第２電極２０６と駆動素子ＴＤのドレイン電極１２２は、別途の第１連結電極１３０を通じて間接的に連結する。すなわち、前記第１連結電極１３０を第１基板１００に構成して第１基板１００及び第２基板２００を合着すれば、第１連結電極１３０が発光層２０４の上部に構成された電子注入電極である第２電極２０６と接触される。
【００６０】
前述した構成において、前記第１基板１００の外廓には第１パッド１２６が構成され、前記第１パッド１２６と接触する第２連結電極１３２をさらに構成して第２基板２００に構成された第１電極２０２及び第２補助電極２０７と接触を容易にする。
【００６１】
この時、前記連結電極は、コンタクト抵抗と、前記第１パッド１２６と前記第２補助電極２０７との接触特性を考慮して一つ以上の物質を積層して構成することができる。
【００６２】
また、前記第１パッド１２６も連結電極との接触特性を改善するために一つ以上の金属を積層して構成することができる。
【００６３】
第１パッド１２６には電源電圧を供給することができる。
以下、図６Ａないし図６Ｃを参照しながら、本発明による薄膜トランジスタアレイ部の形成工程を説明する。
【００６４】
図６Ａないし図６Ｃと図７Ａないし図７Ｃは、本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造方法を工程順序によって示した工程断面図である。
【００６５】
図６Ａ及び図７Ａに示したように、画素領域Ｐと駆動領域Ｄとストレージ領域Ｃが定義された基板１００の全面に、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含むシリコン絶縁物質グループのうちから選択された一つで第１絶縁膜であるバッファー層１０２を形成する。
【００６６】
前記バッファー層１０２の上部に非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を蒸着した後、脱水素化過程と熱を利用した結晶化工程を進行して多結晶シリコン層を形成しパターニングして、前記駆動領域Ｄとストレージ領域Ｃにアクティブ層１０４、１０５を形成する。
【００６７】
前記ストレージ領域Ｃに構成されたアクティブ層１０５は、表面に不純物をドーピングする方法で電極の役割をさせることによってストレージキャパシターの第１電極として機能する。
【００６８】
前記駆動領域Ｄに形成したアクティブ層１０４は、後続ドーピング工程によってチャネル領域１０４ａと、チャネル領域１０４ａ両側のソース領域１０４ｂ及びドレイン領域１０４ｃを含む。
【００６９】
次に、前記チャネル領域１０４ａの上部に、第２絶縁膜であるゲート絶縁膜１０６とゲート電極１０８を積層して構成する。
【００７０】
この時、前記ゲート絶縁膜１０６は、基板１００の全面に形成することもできる。
ゲート絶縁膜１０６は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された一つで形成する。
【００７１】
続いて、前記ゲート電極１０８が形成された基板１００の全面に３価または４価の不純物としてのホウ素または燐をドーピングして、前記ソース領域１０４ｂ及びドレイン領域１０４ｃをオーミックコンタクト（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）領域として形成する。
【００７２】
次に、ゲート電極１０８が形成された基板１００の全面に第３絶縁膜である層間絶縁膜１１０を形成する。
【００７３】
前記ゲート電極１０８は、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）及びモリブデン（Ｍｏ）を含んだ導電性金属グループのうちから選択された一つで形成し、層間絶縁膜１１０は、前述したような絶縁物質グループのうちから選択された一つで形成する。
【００７４】
続いて、前記ストレージ領域Ｃの上部に導電性金属で第２キャパシター電極１１２を形成する。すなわち、ストレージ領域Ｃを経由する電源配線の一部をストレージキャパシターの第２キャパシター電極として用いる。
【００７５】
次に、図６Ｂ及び図７Ｂに示したように、前記第２キャパシター電極１１２が形成された基板１００の全面に第４絶縁膜１１４を形成した後パターニングして、前記ソース領域１０４ｂ及びドレイン領域１０４ｃを各々露出する第１コンタクトホール１１６及び第２コンタクトホール１１８を形成すると同時に、前記電源配線１１２の一部を露出する第３コンタクトホール１２０を形成する。
【００７６】
続いて、図６Ｃ及び図７Ｃに示したように、第４絶縁膜１１４が形成された基板１００の全面に、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）等を含む導電性金属を蒸着しパターニングして、前記露出された第２アクティブ領域（ソース領域）１０４ｂに各々接触するドレイン電極１２２とソース電極１２４を形成する。
【００７７】
同時に、基板１００の外廓に第１パッド１２６を形成する。
次に、前記ドレイン電極１２２及びソース電極１２４と第１パッド１２６が形成された基板１００の全面に第５絶縁膜１２８を形成した後パターニングして、前記ドレイン電極１２２の一部を露出する第４コンタクトホール１３４と、前記第１パッド１２６の両側を各々露出する第５コンタクトホール１３６及び第６コンタクトホール１３８を形成する。
【００７８】
続いて、前記第５絶縁膜１２８が形成された基板１００の全面に導電性金属を蒸着しパターニングして、前記ドレイン電極１２２と接触して画素部Ｐに構成された第１連結電極１３０と、前記第５コンタクトホール１３６を通じて第１パッド１２６と接触する第２連結電極１３２を形成する。
【００７９】
前述した工程を通じて本発明による薄膜トランジスタアレイ基板を形成することができる。
【００８０】
以下、図８Ａないし図８Ｃを通じて、前記アレイ基板と接触する発光部の形成工程を説明する。
【００８１】
図８Ａないし図８Ｃは、本発明による有機発光層の製造工程を順序に従って示した工程断面図である。
【００８２】
図８Ａに示したように、透明な絶縁基板２００上に低抵抗金属を蒸着しパターニングして第１補助電極２０１を形成する。
【００８３】
この時、前記第１補助電極２０１の材料としては、以後形成される第１電極（図示せず）の抵抗より低い金属ならばすべて使用可能であり、例えば第１電極（図示せず）を形成する物質がＩＴＯならば、第１補助電極２０１としてクロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム・ネオジム合金（Ａｌ・Ｎｄ）等を用いることができる。
【００８４】
前記補助電極２０１は、一般的に不透明な金属を用いるようになるので、表示領域として用いられない領域に対応させて構成する。
【００８５】
次に、前記補助電極２０１が形成された基板の全面に第１電極２０２を形成する。
【００８６】
前記第１電極２０２は、有機発光層（図示せず）にホールを注入するホール注入電極として、主に透明で仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が高いインジウム−スズ−オキサイドを蒸着して形成する。
【００８７】
次に、図８Ｂに示したように、前記第１電極２０２の上部に前記各画素領域Ｐに対応して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を発光する有機発光層２０４を形成する。
【００８８】
この時、前記有機発光層２０４は、単層または多層で構成でき、前記有機発光層が多層で構成される場合には、主発光層２０４ａに加えて、ホール輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）２０４ｂと電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）２０４ｃをさらに構成する。
【００８９】
次に、図８Ｃに示したように、前記発光層２０４の上部に第２電極２０６を蒸着する工程を進行する。
【００９０】
前記第２電極２０６は、各画素領域Ｐに対応して配置し、相互に独立するように構成する。
【００９１】
前記第２電極２０６を形成する物質は、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）及びマグネシウム（Ｍｇ）のうちから選択された一つで形成したり、フッ化リチウム（ＬｉＦ）／アルミニウム（Ａｌ）の二重金属層で形成できる。
【００９２】
前述したような工程を通じて製作した薄膜トランジスタアレイ部と発光部を合着することによって、図５に示した本発明による有機電界発光素子を製作できる。
【００９３】
一方、前記第１パッド１２６は、接地されることもあり、この場合第１電極２０２は陰極の役割をする。
【００９４】
以下、第２実施例を通して本発明のさらに他の変形例を説明する。
−−第２実施例−−
本発明の第２実施例の特徴は、第１パッドをシーラントの内側に形成すると同時に基板の両側に形成することを特徴とする。
【００９５】
図９は、本発明の第２実施例による有機電界発光素子の構成を概略的に示した断面図である。
【００９６】
図示したように、本発明による有機電界発光素子２９９は、透明な第１基板３００と第２基板４００をシーラント５００を通して合着して構成する。
【００９７】
前記第１基板３００の上部には複数の画素部Ｐが定義されて、各画素部Ｐの一側ごとに薄膜トランジスタ（スイッチング素子と駆動素子）Ｔとアレイ配線（図示せず）が構成される。
【００９８】
前記第２基板４００の上部には第１補助電極４０１を構成して、その第１補助電極４０１が構成された基板４００の全面に透明なホール注入電極である第１電極４０２を構成する。
【００９９】
前記第１電極４０２の上部には、有機発光層４０８と第２電極４１０を順に構成する。この時、前記第２電極４１０をパターニングすると同時に、発光部とは別個に前記基板４００の周辺部の第１電極４０２の上部に第２補助電極４１２を形成する。
【０１００】
前記第２電極４１０と薄膜トランジスタＴのドレイン電極３０２は、別途の第１連結電極３０４を通じて間接的に連結する。すなわち、前記第１連結電極３０４を第１基板３００に構成して第１基板３００及び第２基板４００を合着すれば、前記第１連結電極３０４が発光層４０８の上部に構成された電子注入電極である第２電極４１０と接触される。
【０１０１】
前述した構成において、前記第１基板３００の周辺部には第１パッド３０６が構成され、前記第１パッド３０６と接触する第２連結電極３０８をさらに構成して第２基板４００に構成された第１電極４０２及び第２補助電極４１２と接触を容易にする。
【０１０２】
この時、前記第１パッド３０６は、シーラント５００の内側に構成されると同時に基板３００の両側に構成することができる。
【０１０３】
前記第２連結電極３０８は、コンタクト抵抗と、前記第１パッド３０６と前記第２電極４１０との接触特性を考慮して一つ以上の物質を積層して構成することができる。
【０１０４】
また、前記第１パッド３０６も第２連結電極３０８との接触特性を改善するために一つ以上の金属を積層して構成することができる。
【０１０５】
前述したように構成される第１パッド３０６と第２連結電極３０８は、シーラント５００の外部に構成することもできる。
【０１０６】
すなわち、図１０に示したように、透明な第１基板３００と第２基板４００をシーラント５００を通して合着して構成する。
【０１０７】
前記第１基板３００の上部には複数の画素部Ｐが定義されて、各画素部Ｐの一側ごとに薄膜トランジスタ（スイッチング素子と駆動素子）Ｔとアレイ配線（図示せず）が構成される。
【０１０８】
前記第２基板４００の上部には第１補助電極４０１を構成して、その第１補助電極４０１が構成された基板４００の全面に透明なホール注入電極である第１電極４０２を構成する。
【０１０９】
前記第１電極４０２の上部には、有機発光層４０８と、第２電極４１０を順に構成する。この時、前記第２電極４１０をパターニングすると同時に、発光部とは別個に前記基板４００の周辺部の第１電極４０２の上部に第２補助電極４１２を形成する。
【０１１０】
前記第２電極４１０と薄膜トランジスタＴのドレイン電極３０２は、別途の第１連結電極３０４を通じて間接的に連結する。すなわち、前記第１連結電極３０４を第１基板３００に構成して第１基板３００及び第２基板４００を合着すれば、前記第１連結電極３０４が発光層４０８の上部に構成された電子注入電極である第２電極４１０と接触される。
【０１１１】
前述した構成において、前記第１基板３００の周辺部には第１パッド３０６が構成され、前記第１パッド３０６と接触する第２連結電極３０８をさらに構成して、第２基板４００に構成された第１電極４０２と接触を容易にする。
【０１１２】
この時、前記第１パッド３０６は、シーラント５００の外側の方に構成される。
【０１１３】
前記第２連結電極３０８は、コンタクト抵抗と、前記第１パッド３０６と前記第２電極との接触特性を考慮して一つ以上の物質を積層して構成することができる。
【０１１４】
また、前記第１パッド３０６も第２連結電極３０８との接触特性を改善するために一つ以上の金属を積層して構成することができる。
【０１１５】
前述したようにして、本発明による有機電界発光素子を製作できる。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明による有機電界発光素子は次のような効果がある。
【０１１７】
第一に、上部発光型であるため下部アレイパターンの形状に影響を受けないので、高開口率を確保することができる効果がある。
【０１１８】
第二に、前記有機電界発光層を薄膜トランジスタアレイパターンの上部に構成することなく別途に構成するために、有機電界発光層を形成する工程のうち前記薄膜トランジスタに及ぼす影響を考慮しなくても良いので収率を向上する効果がある。
【０１１９】
第三に、前記薄膜トランジスタアレイ基板の周辺部に構成された第１パッドの連結電極をさらに構成することによって、上部基板に構成される第１電極との接触特性を容易にすることができるので、信号不良による有機電界発光素子の不良を防止して収率を改善する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】これまでの有機電界発光素子を概略的に示した断面図である。
【図２】これまでの有機電界発光素子を概略的に示した平面図である。
【図３】有機電界発光素子の平面構成を概略的に示した平面図である。
【図４Ａ】図２のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図である。
【図４Ｂ】図３のＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿って切断した部分の断面図である。
【図５】図５は本発明による有機電界発光素子の構成を概略的に示した断面図である。
【図６Ａ】本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造工程を工程順序によって示した工程断面図であって、図２のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図ある。
【図６Ｂ】本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造工程を工程順序によって示した工程断面図であって、図２のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図ある。
【図６Ｃ】本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造工程を工程順序によって示した工程断面図であって、図２のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図ある。
【図７Ａ】本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造工程を工程順序によって示した工程断面図であって、図３のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図ある。
【図７Ｂ】本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造工程を工程順序によって示した工程断面図であって、図３のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図ある。
【図７Ｃ】本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造工程を工程順序によって示した工程断面図であって、図３のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図ある。
【図８Ａ】本発明による発光部の形成工程を示した工程断面図である。
【図８Ｂ】本発明による発光部の形成工程を示した工程断面図である。
【図８Ｃ】本発明による発光部の形成工程を示した工程断面図である。
【図９】第２実施例による有機電界発光素子の構成を概略的に示した断面図である。
【図１０】図９の構成を変形して構成した有機電界発光素子の構成を概略的に示した工程断面図である。
【符号の説明】
１００：第１基板
２００：第２基板
１２２：ドレイン電極
１２６：第１パッド
１３０：第１連結電極
１３２：第２連結電極
２００：第２基板
２０１：第１補助電極
２０２：第１電極
２０４：有機発光層
２０６：第２電極
２９０：シーラント
【発明の属する技術分野】
本発明は有機電界発光素子に係り特に、第１基板には薄膜トランジスタアレイ部を構成して、第１基板と合着される第２基板には有機電界発光部を構成した、二重プレート構造の有機電界発光素子（ＤＰＯＬＥＤ）とその製造方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
一般的に、有機電界発光素子は、電子注入電極（ｃａｔｈｏｄｅ）と正孔注入電極（ａｎｏｄｅ）から各々電子と正孔を発光層内部に注入させて、注入された電子と正孔が結合した励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が励起状態から基底状態に落ちる時に発光する原理を利用した素子である。
【０００３】
このような原理によって、従来の薄膜液晶表示素子とは違って別途の光源を必要としないので、素子の体積と重さを減らすことができる長所がある。
【０００４】
また、有機電界発光素子は、高品位パネル特性（低電力、高輝度、高反応速度、低重量）を示す。このような特性のために、ＯＥＬＤは移動通信端末機、ＣＮＳ、ＰＤＡ、キャムコーダ（Ｃａｍｃｏｒｄｅｒ）、パーム（Ｐａｌｍ） ＰＣ等、大部分のコンシューマー（ｃｏｎｓｕｍｅｒ）電子応用製品に用いることができる、強力な次世代ディスプレーとみなされている。
【０００５】
また製造工程が単純なために、生産原価を既存のＬＣＤより多く減らすことができる長所がある。
【０００６】
このような有機電界発光素子を駆動する方式は、パッシブ・マトリクス型とアクティブ・マトリクス型に分けられる。
【０００７】
前記パッシブ・マトリクス型の有機電界発光素子は、その構成が単純で製造方法も単純であるが、高い消費電力と表示素子の大面積化に難しさがあり、配線の数が増加すればするほど開口率が低下する短所がある。
【０００８】
反面、アクティブ・マトリクス型の有機電界発光素子は、高い発光効率と高画質を提供できる長所がある。
【０００９】
図１は、これまでの有機電界発光素子の構成を概略的に示した図面である。
図示したように、有機電界発光素子１０は、透明な第１基板１２の上部に薄膜トランジスタＴを配列してなる薄膜トランジスタアレイ部１４の上部に、第１電極１６と有機発光層１８と第２電極２０が構成される。
【００１０】
この時、前記発光層１８は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーを表現するようになるが、一般的な方法としては、各画素（Ｐ）ごとに赤、緑、青色を発光する別途の有機物質をパターニングして用いる。
【００１１】
そして、前記第１基板１２と、吸湿剤２２が付着された第２基板２８とを、シーラント２６を通して合着してカプセル化された有機電界発光素子１０が完成される。
【００１２】
この時、前記吸湿剤２２は、カプセル内部に浸透する水分と酸素を除去するためのものであり、基板２８の一部をエッチングして、エッチングされた部分に吸湿剤２２を充填してテープ２５で固定する。
【００１３】
図２は、これまでの有機電界発光素子に構成される薄膜トランジスタアレイ部を概略的に示した平面図である。
【００１４】
一般的に、アクティブ・マトリクス型の薄膜トランジスタアレイ部は、基板１２に定義された複数の画素ごとに、スイッチング素子ＴＳと、駆動素子ＴＤと、ストレージキャパシターＣＳＴとが構成され、動作の特性によって前記スイッチング素子ＴＳまたは駆動素子ＴＤは、各々一つ以上の薄膜トランジスタの組合せで構成することができる。
【００１５】
この時、前記基板１２は透明な絶縁基板を用い、その材質としてはガラスやプラスチックを例として挙げることができる。
【００１６】
図示したように、基板１２上に相互に所定間隔離隔して一方向に構成されたゲート配線３２と、ゲート配線３２と絶縁膜を挟んで交差するデータ配線３４が構成される。
【００１７】
同時に、前記データ配線３４と平行するように離隔されて前記ゲート配線３２と交差する電源配線３５が構成される。
【００１８】
前記スイッチング素子ＴＳと駆動素子ＴＤとして、各々ゲート電極３６、３８と、アクティブ層４０、４２と、ソース電極４６、４８及びドレイン電極５０、５２を含む薄膜トランジスタが用いられる。
【００１９】
前述した構成において、前記スイッチング素子ＴＳのゲート電極３６は、前記ゲート配線３２と連結して、前記ソース電極４６は前記データ配線３４と連結する。
前記スイッチング素子ＴＳのドレイン電極５０は、前記駆動素子ＴＤのゲート電極３８とコンタクトホール５４を通じて連結する。
【００２０】
前記駆動素子ＴＤのソース電極４８は、前記電源配線３５とコンタクトホール５６を通じて連結する。
【００２１】
また、前記駆動素子ＴＤのドレイン電極５２は、画素部Ｐに構成された第１電極１６と接触するように構成される。
【００２２】
この時、前記電源配線３５とその下部の多結晶シリコン層の第１キャパシター電極１５は、絶縁膜を挟んで重なってストレージキャパシターＣＳＴを形成する。
【００２３】
図３は、前述したようなアレイ構成を有する有機電界発光素子の平面構成を概略的に示した平面図である。
【００２４】
図示したように、基板１２の一側にはデータパッド部Ｅが構成されており、データパッド部と平行しない基板の両側にはゲートパッド部Ｆ１、Ｆ２が各々構成されている。
【００２５】
前記データパッド部Ｅと平行した基板１２の一側には共通電極３９を構成する。
この時、前記共通電極３９は、第２電極に共通電圧を印加して第２電極の電位を維持させる役割をする。
【００２６】
以下、図４Ａ及び図４Ｂを参照してこれまでの維持電界型発光素子の断面構成を説明する。
【００２７】
図４Ａは、図２のＩＶａ−ＩＶａ線で切断した部分の断面図であって、図４Ｂは、図３のＩＶｂ−ＩＶｂ線で切断した部分の断面図である。
【００２８】
図示したように、有機電界発光素子においては、ゲート電極３８と、アクティブ層４２と、ソース電極５６及びドレイン電極５２とを含む駆動素子である薄膜トランジスタＴＤが構成されており、駆動素子ＴＤの上部には、絶縁膜５７を挟んで駆動素子ＴＤのドレイン電極５２と接触する第１電極１６と、第１電極１６の上部にあって特定の色の光を発光する発光層１８と、発光層１８の上部にある第２電極２０が構成される。
【００２９】
前記駆動素子ＴＤとは並列にストレージキャパシターＣＳＴが構成され、ソース電極５６はストレージキャパシターＣＳＴの第２キャパシター電極（電源配線）３５と接触して構成され、前記第２キャパシター電極３５の下部には前記第１キャパシター電極１５が構成される。
【００３０】
前記駆動素子ＴＤとストレージキャパシターＣＳＴと有機発光層１８が構成された基板の全面には第２電極２０が構成される。
【００３１】
前述した構成において、基板１２の周辺部には、前記第２電極２０に共通電圧を印加する共通電極３９を、前記駆動素子ＴＤのソース電極５６及びドレイン電極５２と同一物質で形成する。
【００３２】
前記共通電極３９は、上部に構成された複数の絶縁膜をエッチングした第１コンタクトホール５０と第２コンタクトホール５２により一部が露出され、前記第２電極２０は、第１コンタクトホール５０を通じて共通電極３９と接触する構成であって、前記第２コンタクトホール５２は、外部に構成される電源部から前記第２電極２０に伝達する共通電圧の入力を受けるために、外部の電源配線（図示せず）と共通電極を連結するための構成である。
前述したような構成を通じてこれまでの有機電界発光素子を製作できる。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これまでの場合のように、単一基板上に薄膜トランジスタアレイ部と発光部を形成する場合、薄膜トランジスタの収率と有機発光層の収率の積が薄膜トランジスタと有機発光層を形成したパネルの収率を決定する。
【００３４】
したがって、これまでの場合のように構成された工程品は、前記有機発光層の収率によりパネルの収率が大きく制限される問題点を有していた。
【００３５】
特に、薄膜トランジスタが良好に形成されたとしても、１０００Å程度の薄膜を用いる有機発光層の形成時異物やその他他の要素により不良が発生すればパネルは不良等級と判定される。
【００３６】
これによって良品の薄膜トランジスタを製造するのに必要とした諸般経費及び原材料費の損失につながって、収率が低下する問題点を有していた。
【００３７】
また、前述したような下部発光方式は、カプセル化による安全性及び工程の自由度が高い反面、開口率の制限があって高解像度製品に適用するのは難しいという問題点がある。
【００３８】
先に説明しなかったが、上部発光方式は、光が上部に出てくるために光が進む方向が下部の薄膜トランジスタアレイ部と関係がなく、薄膜トランジスタ設計が容易で、開口率向上が可能であるために製品寿命側面から有利であるが、既存の上部発光方式構造では、有機電界発光層上部に通常的に陰極を配置するので、材料選択幅が狭いために透過度が制限されて光効率が低下する点と、光透過度の低下を最少化するために薄膜型保護膜を構成しなければならない場合に外気を十分に遮断できない問題点があった。
【００３９】
本願発明は、これらの問題点を解決することを目的として提案されたものであって、前記薄膜トランジスタアレイ部と発光部を別途の基板に構成した後、これらを合着する上部発光方式の有機電界発光素子とその製造方法を提案する。
【００４０】
この時、前記アレイ基板の周辺部に構成される第１パッドを上位層に構成して、また前記第１パッドと上部基板に構成された第１電極との連結を容易にするために連結電極をさらに構成する。
【００４１】
前述したような構成により、これまでの有機電界発光素子の問題を解決することができ、また基板の外廓に発光部の第１電極と第１パッドを連結する連結電極をさらに構成することによって、信号不良を防止して高画質の有機電界発光素子を製作することができる。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
前述したような目的を達成するための本発明の特徴による有機電界発光素子は、相互に向い合って一定間隔離隔して構成された、複数の画素部と前記複数の画素部を取り囲む周辺部とを有する第１基板及び第２基板と；前記第１基板の内側面の周辺部に形成される第１パッドと；前記第１基板の内側面の各画素領域に形成された、アクティブ層、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を含む駆動薄膜トランジスタと；前記ドレイン電極と接触する第１連結電極と；前記第１連結電極と同一物質で構成されており、前記第１パッドと連結する第２連結電極と；前記第２基板の内側全面に構成されており、前記第２連結電極と接触する第１電極と；前記第１電極の上部に形成される有機発光層と；前記有機発光層の上部に前記画素領域ごとに形成されており、前記第１連結電極と接触する第２電極と；前記第１基板と第２基板を合着するシーラントを含む。
【００４３】
前記アクティブ層は、多結晶シリコンで構成されており、前記駆動薄膜トランジスタと連結する電源配線をさらに含むことができる。
【００４４】
前記ゲート電極と連結するストレージキャパシターをさらに含むことができ、前記第１電極は前記有機発光層にホールを注入する陽極（ａｎｏｄｅ）であって、前記第２電極は前記有機発光層に電子を注入する陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）で構成することができる。
【００４５】
前記第１電極は、インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）とインジウム−ジンク−オキサイド（ＩＺＯ）のうち一つで構成され、前記第２電極はカルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属のうちから選択された一つで構成される。
【００４６】
前記第１パッドと第２連結電極は、シーラントの内側に配置し、前記周辺部の少なくとも一側に構成することができ、または前記第１パッドと第２連結電極はシーラントの外側に配置し、前記周辺部の少なくとも一側に構成することができる。
【００４７】
前記第２基板と第１電極との間に配置されていて、前記第１電極より小さい抵抗を有し、前記複数の画素部間に形成される複数の第１補助電極をさらに含み、前記第２連結電極と第１電極との間に配置されていて、前記第２電極と同一層に同一物質で形成される第２補助電極をさらに含む。
【００４８】
一方、本発明の特徴による有機電界発光素子の製造方法は、複数の画素部と前記複数の画素部を取り囲む周辺部を有する第１基板上に第１絶縁膜を形成する段階と；前記第１絶縁膜上部の各画素部に多結晶シリコンで構成された、ソース領域及びドレイン領域を有するアクティブ層を形成する段階と；前記アクティブ層の上部に第２絶縁膜を形成する段階と；前記アクティブ層に対応する前記第２絶縁膜上部にゲート電極を形成する段階と；前記ゲート電極上部に前記ソース領域及びドレイン領域を各々露出する第１コンタクトホール及び第２コンタクトホールを有する第３絶縁膜を形成する段階と；前記第３絶縁膜の上部に、前記第１コンタクトホールを通じて前記ソース領域と連結するソース電極と、前記第２コンタクトホールを通じて前記ドレイン領域と連結するドレイン電極と、前記周辺部に配置される第１パッドとを形成する段階と；前記ソース電極及びドレイン電極と第１パッド上部に、前記ドレイン電極を露出する第３コンタクトホールと、前記第１パッドを露出する第４コンタクトホール及び第５コンタクトホールとを有する第４絶縁膜を形成する段階と；前記第４絶縁膜上部に、前記第３コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と連結する第１連結電極と、前記第４コンタクトホールを通じて前記第１パッドと連結する第２連結電極とを形成する段階と；前記複数の画素部と前記複数の画素部を取り囲む周辺部を有する第２基板に第１電極を形成する段階と；前記第１電極上部に有機発光層を形成する段階と；前記有機発光層上部の各画素部に第２電極を形成する段階と；前記第１連結電極が前記第２電極と接触して、前記第２連結電極が前記第１電極と接触するように前記第１基板及び第２基板を合着する段階を含む。
【００４９】
前記第１電極は、前記有機発光層にホールを注入する陽極であって、前記第２電極は前記有機発光層に電子を注入する陰極で構成することができて、前記第１電極はインジウム−スズ−オキサイドとインジウム−ジンク−オキサイドのうち一つで構成されており、前記第２電極はカルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属のうちから選択された一つで構成される。
【００５０】
ストレージキャパシターを構成し、前記ゲート電極と連結する多結晶シリコンパターンと、前記ドレイン電極と連結して前記多結晶シリコンパターン上部に形成されるキャパシター電極を形成する段階をさらに含むことができる。
【００５１】
前記第１パッドと第２連結電極は、シーラントの内側に配置し、前記周辺部の少なくとも一側に構成するか、または前記第１パッドと第２連結電極はシーラントの外側に配置し、前記周辺部の少なくとも一側に構成することができる。
【００５２】
前記第２基板と第１電極との間に配置されていて、前記第１電極より小さい抵抗を有し、前記複数の画素部間に形成される複数の第１補助電極を形成する段階をさらに含むことがあり、前記第２連結電極と第１電極との間に配置されていて、前記第２電極と同一層、同一物質で形成される第２補助電極を形成する段階をさらに含むことができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、添附した図面を参照しながら本発明による望ましい実施例を説明する。
−−第１実施例−−
本発明は、第１基板に薄膜トランジスタアレイ部が構成されて、第２基板に有機発光部が構成される有機電界発光素子の構成において、前記第１基板の外廓に構成された共通電極と前記第２基板に構成された第２電極の連結を容易にするために、連結電極をさらに構成することを特徴とする。
【００５４】
図５は、本発明による有機電界発光素子の概略的な構成を示した断面図である。
図示したように、本発明による有機電界発光素子９９は、透明な第１基板１００と第２基板２００をシーラント（ｓｅａｌａｎｔ）５００を通して合着して構成する。
【００５５】
前記第１基板１００の上部には複数の画素部（発光部）Ｐと周辺部Ｐｅｒｉが定義されて、各画素部Ｐの一側ごとに薄膜トランジスタのスイッチング素子と駆動素子ＴＤとアレイ配線（図示せず）が構成される。
【００５６】
前記第２基板２００の上部には第１補助電極２０１を構成して、第１補助電極２０１が構成された基板２００の全面に透明なホール注入電極である第１電極２０２を構成する。
【００５７】
前記第１電極２０２の上部には有機発光層２０４と、第２電極２０６を順に構成する。
【００５８】
一方、周辺部Ｐｅｒｉの第１電極２０２上部には接触特性を向上させるために第２補助電極２０７を形成する。
【００５９】
前記第２電極２０６と駆動素子ＴＤのドレイン電極１２２は、別途の第１連結電極１３０を通じて間接的に連結する。すなわち、前記第１連結電極１３０を第１基板１００に構成して第１基板１００及び第２基板２００を合着すれば、第１連結電極１３０が発光層２０４の上部に構成された電子注入電極である第２電極２０６と接触される。
【００６０】
前述した構成において、前記第１基板１００の外廓には第１パッド１２６が構成され、前記第１パッド１２６と接触する第２連結電極１３２をさらに構成して第２基板２００に構成された第１電極２０２及び第２補助電極２０７と接触を容易にする。
【００６１】
この時、前記連結電極は、コンタクト抵抗と、前記第１パッド１２６と前記第２補助電極２０７との接触特性を考慮して一つ以上の物質を積層して構成することができる。
【００６２】
また、前記第１パッド１２６も連結電極との接触特性を改善するために一つ以上の金属を積層して構成することができる。
【００６３】
第１パッド１２６には電源電圧を供給することができる。
以下、図６Ａないし図６Ｃを参照しながら、本発明による薄膜トランジスタアレイ部の形成工程を説明する。
【００６４】
図６Ａないし図６Ｃと図７Ａないし図７Ｃは、本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造方法を工程順序によって示した工程断面図である。
【００６５】
図６Ａ及び図７Ａに示したように、画素領域Ｐと駆動領域Ｄとストレージ領域Ｃが定義された基板１００の全面に、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含むシリコン絶縁物質グループのうちから選択された一つで第１絶縁膜であるバッファー層１０２を形成する。
【００６６】
前記バッファー層１０２の上部に非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を蒸着した後、脱水素化過程と熱を利用した結晶化工程を進行して多結晶シリコン層を形成しパターニングして、前記駆動領域Ｄとストレージ領域Ｃにアクティブ層１０４、１０５を形成する。
【００６７】
前記ストレージ領域Ｃに構成されたアクティブ層１０５は、表面に不純物をドーピングする方法で電極の役割をさせることによってストレージキャパシターの第１電極として機能する。
【００６８】
前記駆動領域Ｄに形成したアクティブ層１０４は、後続ドーピング工程によってチャネル領域１０４ａと、チャネル領域１０４ａ両側のソース領域１０４ｂ及びドレイン領域１０４ｃを含む。
【００６９】
次に、前記チャネル領域１０４ａの上部に、第２絶縁膜であるゲート絶縁膜１０６とゲート電極１０８を積層して構成する。
【００７０】
この時、前記ゲート絶縁膜１０６は、基板１００の全面に形成することもできる。
ゲート絶縁膜１０６は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む無機絶縁物質グループのうちから選択された一つで形成する。
【００７１】
続いて、前記ゲート電極１０８が形成された基板１００の全面に３価または４価の不純物としてのホウ素または燐をドーピングして、前記ソース領域１０４ｂ及びドレイン領域１０４ｃをオーミックコンタクト（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）領域として形成する。
【００７２】
次に、ゲート電極１０８が形成された基板１００の全面に第３絶縁膜である層間絶縁膜１１０を形成する。
【００７３】
前記ゲート電極１０８は、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）及びモリブデン（Ｍｏ）を含んだ導電性金属グループのうちから選択された一つで形成し、層間絶縁膜１１０は、前述したような絶縁物質グループのうちから選択された一つで形成する。
【００７４】
続いて、前記ストレージ領域Ｃの上部に導電性金属で第２キャパシター電極１１２を形成する。すなわち、ストレージ領域Ｃを経由する電源配線の一部をストレージキャパシターの第２キャパシター電極として用いる。
【００７５】
次に、図６Ｂ及び図７Ｂに示したように、前記第２キャパシター電極１１２が形成された基板１００の全面に第４絶縁膜１１４を形成した後パターニングして、前記ソース領域１０４ｂ及びドレイン領域１０４ｃを各々露出する第１コンタクトホール１１６及び第２コンタクトホール１１８を形成すると同時に、前記電源配線１１２の一部を露出する第３コンタクトホール１２０を形成する。
【００７６】
続いて、図６Ｃ及び図７Ｃに示したように、第４絶縁膜１１４が形成された基板１００の全面に、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）等を含む導電性金属を蒸着しパターニングして、前記露出された第２アクティブ領域（ソース領域）１０４ｂに各々接触するドレイン電極１２２とソース電極１２４を形成する。
【００７７】
同時に、基板１００の外廓に第１パッド１２６を形成する。
次に、前記ドレイン電極１２２及びソース電極１２４と第１パッド１２６が形成された基板１００の全面に第５絶縁膜１２８を形成した後パターニングして、前記ドレイン電極１２２の一部を露出する第４コンタクトホール１３４と、前記第１パッド１２６の両側を各々露出する第５コンタクトホール１３６及び第６コンタクトホール１３８を形成する。
【００７８】
続いて、前記第５絶縁膜１２８が形成された基板１００の全面に導電性金属を蒸着しパターニングして、前記ドレイン電極１２２と接触して画素部Ｐに構成された第１連結電極１３０と、前記第５コンタクトホール１３６を通じて第１パッド１２６と接触する第２連結電極１３２を形成する。
【００７９】
前述した工程を通じて本発明による薄膜トランジスタアレイ基板を形成することができる。
【００８０】
以下、図８Ａないし図８Ｃを通じて、前記アレイ基板と接触する発光部の形成工程を説明する。
【００８１】
図８Ａないし図８Ｃは、本発明による有機発光層の製造工程を順序に従って示した工程断面図である。
【００８２】
図８Ａに示したように、透明な絶縁基板２００上に低抵抗金属を蒸着しパターニングして第１補助電極２０１を形成する。
【００８３】
この時、前記第１補助電極２０１の材料としては、以後形成される第１電極（図示せず）の抵抗より低い金属ならばすべて使用可能であり、例えば第１電極（図示せず）を形成する物質がＩＴＯならば、第１補助電極２０１としてクロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム・ネオジム合金（Ａｌ・Ｎｄ）等を用いることができる。
【００８４】
前記補助電極２０１は、一般的に不透明な金属を用いるようになるので、表示領域として用いられない領域に対応させて構成する。
【００８５】
次に、前記補助電極２０１が形成された基板の全面に第１電極２０２を形成する。
【００８６】
前記第１電極２０２は、有機発光層（図示せず）にホールを注入するホール注入電極として、主に透明で仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が高いインジウム−スズ−オキサイドを蒸着して形成する。
【００８７】
次に、図８Ｂに示したように、前記第１電極２０２の上部に前記各画素領域Ｐに対応して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を発光する有機発光層２０４を形成する。
【００８８】
この時、前記有機発光層２０４は、単層または多層で構成でき、前記有機発光層が多層で構成される場合には、主発光層２０４ａに加えて、ホール輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）２０４ｂと電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）２０４ｃをさらに構成する。
【００８９】
次に、図８Ｃに示したように、前記発光層２０４の上部に第２電極２０６を蒸着する工程を進行する。
【００９０】
前記第２電極２０６は、各画素領域Ｐに対応して配置し、相互に独立するように構成する。
【００９１】
前記第２電極２０６を形成する物質は、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）及びマグネシウム（Ｍｇ）のうちから選択された一つで形成したり、フッ化リチウム（ＬｉＦ）／アルミニウム（Ａｌ）の二重金属層で形成できる。
【００９２】
前述したような工程を通じて製作した薄膜トランジスタアレイ部と発光部を合着することによって、図５に示した本発明による有機電界発光素子を製作できる。
【００９３】
一方、前記第１パッド１２６は、接地されることもあり、この場合第１電極２０２は陰極の役割をする。
【００９４】
以下、第２実施例を通して本発明のさらに他の変形例を説明する。
−−第２実施例−−
本発明の第２実施例の特徴は、第１パッドをシーラントの内側に形成すると同時に基板の両側に形成することを特徴とする。
【００９５】
図９は、本発明の第２実施例による有機電界発光素子の構成を概略的に示した断面図である。
【００９６】
図示したように、本発明による有機電界発光素子２９９は、透明な第１基板３００と第２基板４００をシーラント５００を通して合着して構成する。
【００９７】
前記第１基板３００の上部には複数の画素部Ｐが定義されて、各画素部Ｐの一側ごとに薄膜トランジスタ（スイッチング素子と駆動素子）Ｔとアレイ配線（図示せず）が構成される。
【００９８】
前記第２基板４００の上部には第１補助電極４０１を構成して、その第１補助電極４０１が構成された基板４００の全面に透明なホール注入電極である第１電極４０２を構成する。
【００９９】
前記第１電極４０２の上部には、有機発光層４０８と第２電極４１０を順に構成する。この時、前記第２電極４１０をパターニングすると同時に、発光部とは別個に前記基板４００の周辺部の第１電極４０２の上部に第２補助電極４１２を形成する。
【０１００】
前記第２電極４１０と薄膜トランジスタＴのドレイン電極３０２は、別途の第１連結電極３０４を通じて間接的に連結する。すなわち、前記第１連結電極３０４を第１基板３００に構成して第１基板３００及び第２基板４００を合着すれば、前記第１連結電極３０４が発光層４０８の上部に構成された電子注入電極である第２電極４１０と接触される。
【０１０１】
前述した構成において、前記第１基板３００の周辺部には第１パッド３０６が構成され、前記第１パッド３０６と接触する第２連結電極３０８をさらに構成して第２基板４００に構成された第１電極４０２及び第２補助電極４１２と接触を容易にする。
【０１０２】
この時、前記第１パッド３０６は、シーラント５００の内側に構成されると同時に基板３００の両側に構成することができる。
【０１０３】
前記第２連結電極３０８は、コンタクト抵抗と、前記第１パッド３０６と前記第２電極４１０との接触特性を考慮して一つ以上の物質を積層して構成することができる。
【０１０４】
また、前記第１パッド３０６も第２連結電極３０８との接触特性を改善するために一つ以上の金属を積層して構成することができる。
【０１０５】
前述したように構成される第１パッド３０６と第２連結電極３０８は、シーラント５００の外部に構成することもできる。
【０１０６】
すなわち、図１０に示したように、透明な第１基板３００と第２基板４００をシーラント５００を通して合着して構成する。
【０１０７】
前記第１基板３００の上部には複数の画素部Ｐが定義されて、各画素部Ｐの一側ごとに薄膜トランジスタ（スイッチング素子と駆動素子）Ｔとアレイ配線（図示せず）が構成される。
【０１０８】
前記第２基板４００の上部には第１補助電極４０１を構成して、その第１補助電極４０１が構成された基板４００の全面に透明なホール注入電極である第１電極４０２を構成する。
【０１０９】
前記第１電極４０２の上部には、有機発光層４０８と、第２電極４１０を順に構成する。この時、前記第２電極４１０をパターニングすると同時に、発光部とは別個に前記基板４００の周辺部の第１電極４０２の上部に第２補助電極４１２を形成する。
【０１１０】
前記第２電極４１０と薄膜トランジスタＴのドレイン電極３０２は、別途の第１連結電極３０４を通じて間接的に連結する。すなわち、前記第１連結電極３０４を第１基板３００に構成して第１基板３００及び第２基板４００を合着すれば、前記第１連結電極３０４が発光層４０８の上部に構成された電子注入電極である第２電極４１０と接触される。
【０１１１】
前述した構成において、前記第１基板３００の周辺部には第１パッド３０６が構成され、前記第１パッド３０６と接触する第２連結電極３０８をさらに構成して、第２基板４００に構成された第１電極４０２と接触を容易にする。
【０１１２】
この時、前記第１パッド３０６は、シーラント５００の外側の方に構成される。
【０１１３】
前記第２連結電極３０８は、コンタクト抵抗と、前記第１パッド３０６と前記第２電極との接触特性を考慮して一つ以上の物質を積層して構成することができる。
【０１１４】
また、前記第１パッド３０６も第２連結電極３０８との接触特性を改善するために一つ以上の金属を積層して構成することができる。
【０１１５】
前述したようにして、本発明による有機電界発光素子を製作できる。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明による有機電界発光素子は次のような効果がある。
【０１１７】
第一に、上部発光型であるため下部アレイパターンの形状に影響を受けないので、高開口率を確保することができる効果がある。
【０１１８】
第二に、前記有機電界発光層を薄膜トランジスタアレイパターンの上部に構成することなく別途に構成するために、有機電界発光層を形成する工程のうち前記薄膜トランジスタに及ぼす影響を考慮しなくても良いので収率を向上する効果がある。
【０１１９】
第三に、前記薄膜トランジスタアレイ基板の周辺部に構成された第１パッドの連結電極をさらに構成することによって、上部基板に構成される第１電極との接触特性を容易にすることができるので、信号不良による有機電界発光素子の不良を防止して収率を改善する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】これまでの有機電界発光素子を概略的に示した断面図である。
【図２】これまでの有機電界発光素子を概略的に示した平面図である。
【図３】有機電界発光素子の平面構成を概略的に示した平面図である。
【図４Ａ】図２のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図である。
【図４Ｂ】図３のＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿って切断した部分の断面図である。
【図５】図５は本発明による有機電界発光素子の構成を概略的に示した断面図である。
【図６Ａ】本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造工程を工程順序によって示した工程断面図であって、図２のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図ある。
【図６Ｂ】本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造工程を工程順序によって示した工程断面図であって、図２のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図ある。
【図６Ｃ】本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造工程を工程順序によって示した工程断面図であって、図２のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図ある。
【図７Ａ】本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造工程を工程順序によって示した工程断面図であって、図３のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図ある。
【図７Ｂ】本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造工程を工程順序によって示した工程断面図であって、図３のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図ある。
【図７Ｃ】本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部の製造工程を工程順序によって示した工程断面図であって、図３のＩＶａ−ＩＶａ線に沿って切断した部分の断面図ある。
【図８Ａ】本発明による発光部の形成工程を示した工程断面図である。
【図８Ｂ】本発明による発光部の形成工程を示した工程断面図である。
【図８Ｃ】本発明による発光部の形成工程を示した工程断面図である。
【図９】第２実施例による有機電界発光素子の構成を概略的に示した断面図である。
【図１０】図９の構成を変形して構成した有機電界発光素子の構成を概略的に示した工程断面図である。
【符号の説明】
１００：第１基板
２００：第２基板
１２２：ドレイン電極
１２６：第１パッド
１３０：第１連結電極
１３２：第２連結電極
２００：第２基板
２０１：第１補助電極
２０２：第１電極
２０４：有機発光層
２０６：第２電極
２９０：シーラント
Claims (20)
- 相互に向い合って一定間隔離隔して構成された、複数の画素部と前記複数の画素部を取り囲む周辺部とを有する第１基板及び第２基板と；
前記第１基板の内側面の周辺部に形成される第１パッドと；
前記第１基板の内側面の各画素領域に形成された、アクティブ層、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を含む駆動薄膜トランジスタと；
前記ドレイン電極と接触する第１連結電極と；
前記第１連結電極と同一物質で構成されており、前記第１パッドと連結する第２連結電極と；
前記第２基板の内側全面に構成されており、前記第２連結電極と接触する第１電極と；
前記第１電極の上部に形成される有機発光層と；
前記有機発光層の上部に前記画素領域ごとに形成されており、前記第１連結電極と接触する第２電極と；
前記第１基板と第２基板を合着するシーラントとを含むことを特徴とする有機電界発光素子。 - 前記アクティブ層は、多結晶シリコンであることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 前記駆動薄膜トランジスタと連結する電源配線をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 前記ゲート電極と連結するストレージキャパシターをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光素子。
- 前記第１電極は、前記有機発光層にホールを注入する陽極であって、前記第２電極は前記有機発光層に電子を注入する陰極であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 前記第１電極は、インジウム−スズ−オキサイドとインジウム−ジンク−オキサイドのうち一つからなることを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光素子。
- 前記第２電極は、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属のうち選択された一つで構成したことを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光素子。
- 前記第１パッドと第２連結電極は、シーラントの内側に配置し、前記周辺部の少なくとも一側に構成されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 前記第１パッドと第２連結電極は、シーラントの外側に配置し、前記周辺部の少なくとも一側に構成されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 前記第２基板と第１電極との間に配置されていて、前記第１電極より小さい抵抗を有し、前記複数の画素部間に形成される複数の第１補助電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 前記第２連結電極と第１電極との間に配置されていて、前記第２電極と同一層、同一物質で形成される第２補助電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 複数の画素部と前記複数の画素部を取り囲む周辺部を有する第１基板上に第１絶縁膜を形成する段階と；
前記第１絶縁膜上部の各画素部に多結晶シリコンで構成された、ソース領域及びドレイン領域を有するアクティブ層を形成する段階と；
前記アクティブ層の上部に第２絶縁膜を形成する段階と；
前記アクティブ層に対応する前記第２絶縁膜上部にゲート電極を形成する段階と；
前記ゲート電極上部に前記ソース領域及びドレイン領域を各々露出する第１コンタクトホール及び第２コンタクトホールを有する第３絶縁膜を形成する段階と；
前記第３絶縁膜の上部に、前記第１コンタクトホールを通じて前記ソース領域と連結するソース電極と、前記第２コンタクトホールを通じて前記ドレイン領域と連結するドレイン電極と、前記周辺部に配置される第１パッドとを形成する段階と；
前記ソース電極及びドレイン電極と第１パッド上部に、前記ドレイン電極を露出する第３コンタクトホールと、前記第１パッドを露出する第４コンタクトホール及び第５コンタクトホールとを有する第４絶縁膜を形成する段階と；
前記第４絶縁膜上部に、前記第３コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と連結する第１連結電極と、前記第４コンタクトホールを通じて前記第１パッドと連結する第２連結電極とを形成する段階と；
前記複数の画素部と前記複数の画素部を取り囲む周辺部を有する第２基板に第１電極を形成する段階と；
前記第１電極上部に有機発光層を形成する段階と；
前記有機発光層上部の各画素部に第２電極を形成する段階と；
前記第１連結電極が前記第２電極と接触して、前記第２連結電極が前記第１電極と接触するように前記第１基板及び第２基板を合着する段階とを含むことを特徴とする有機電界発光素子製造方法。 - 前記第１電極は、前記有機発光層にホールを注入する陽極であって、前記第２電極は前記有機発光層に電子を注入する陰極であることを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記第１電極は、インジウム−スズ−オキサイドとインジウム−ジンク−オキサイドのうち一つからなることを特徴とする請求項１３に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記第２電極は、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属のうち選択された一つで形成されたことを特徴とする請求項１３に記載の有機電界発光素子製造方法。
- ストレージキャパシターを構成し、前記ゲート電極と連結する多結晶シリコンパターンと、前記ドレイン電極と連結して前記多結晶シリコンパターン上部に形成されるキャパシター電極を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記第１パッドと第２連結電極は、シーラントの内側に配置し、前記周辺部の少なくとも一側に構成されることを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記第１パッドと第２連結電極は、シーラントの外側に配置し、前記周辺部の少なくとも一側に構成されることを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記第２基板と第１電極との間に配置されていて、前記第１電極より小さい抵抗を有し、前記複数の画素部間に形成される複数の第１補助電極を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記第２連結電極と第１電極との間に配置し、前記第２電極と同一層、同一物質で形成される第２補助電極を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光素子製造方法。
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