JP2005182061A - 有機電界発光素子とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、有機電界発光素子に係り、特に、駆動の特性が改善された有機電界発光素子の構成と、その製造方法に関する。
【解決手段】本発明による有機電界発光素子は、アレイ部と発光部を、別途の基板に構成して合着するデュアルプレート構造であって、前記アレイ部に構成した駆動素子として、複数のNタイプの多結晶薄膜トランジスタを並列に連結して構成することを特徴とする。
駆動薄膜トランジスタを、並列に連結されたNタイプの多結晶薄膜トランジスタで構成することによって、ドレイン電極に現れる高いドレインストレスを分散されることができるので、動作の安定化及び寿命が延長される長所がある。
【選択図】 図5
Description
このような原理によって、従来の薄膜液晶表示素子とは異なり、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。
図示したように、基板12の一方向へと、ゲート配線34、これと垂直に交差するデータ配線36とが構成される。
特に、駆動素子に、持続的にDCバイアスが印加されるので、特性の変化が激しくなる。
特に、薄膜トランジスタが好ましく形成されたとしても、1000Å程度の薄膜を使用する有機発光層の形成時、異物や他の要素により、不良が発生すると、パネルは、不良等級に判定される。
図示したように、本発明によるデュアルプレート構造の有機電界発光素子199は、薄膜トランジスタTとアレイ層ALが構成されたアレイ基板ASと、有機発光層、陽極電極及び陰極電極が構成された発光基板ESとで構成される。
前記アレイ基板ASと発光基板ESは、シールパターン300を利用して合着する。
図4は、本発明の実施例1によるデュアルプレート構造の有機電界発光素子の一画素の等価回路を示した図である。
図示したように、スイッチング素子TSとして、Pタイプの多結晶薄膜トランジスタを使用して、駆動素子TDとして、複数のNタイプの多結晶薄膜トランジスタ(TD(T1+...+Tn))を並列に構成する。
図5は、本発明の実施例1による有機電界発光素子の一画素に当たるアレイ基板の構成を示した拡大平面図である。(この時、ストレージキャパシターの構成は省略する。)
図示したように、基板100上に、一方向へと、ゲート配線GLを構成して、これと垂直な方向へと、データ配線DLを構成する。
この時、前記スイッチング領域Sの第1のゲート電極110と接触するゲート配線(図5のGL)を形成する。
図示したように、本発明によるデュアルプレート構造の有機電界発光素子299は、薄膜トランジスタTとアレイ層ALが構成されたアレイ基板AS、有機発光層と陽極電極及び陰極電極が構成された発光基板ESとで構成される。
前記アレイ基板ASと発光基板ESは、複数の画素領域Pで定義されて、図示してはないが、アレイ基板ASは、透明な第1の基板200上に、スイッチング素子と、これに連結された駆動素子とを構成する。
前記有機発光層270は、発光物質層270aと、発光物質層270aと陰極電極260間に位置する電子注入層270cと、前記発光物質層270aと陽極電極280間に位置する正孔注入層270bとで構成する。
図9は、本発明の実施例2によるデュアルプレート構造の有機電界発光素子の一画素の等価回路を示した図である。
図示したように、スイッチング素子TSとして、複数のNタイプの多結晶薄膜トランジスタ(T1+...+Tn)を、直列に連結して構成して、駆動素子TDとして、複数のNタイプの多結晶薄膜トランジスタ((T1+...+Tn))を並列に構成する。
図10は、本発明の実施例2による有機電界発光素子の一画素に当たるアレイ基板の構成を示した拡大平面図である。(ストレージキャパシターの構成は省略する。)
図示したように、基板200上に、一方向へと、ゲート配線GLを構成して、これと垂直な方向へと、データ配線DLを構成する。
この時、前記スイッチング領域Sのn個の第1のゲート電極210a、210b、210cと接触するゲート配線(図10のGL)を形成する。
この工程は、スイッチング素子TS及び駆動素子TDを、LDD構造にするためであって、他の実施例では、省略することもできる。
この時、前記スイッチング領域Sの第1のソース電極226aに連結されるデータ配線(図5のDL)を形成する。
前記駆動領域Dの第2のソース電極228aを露出するコンタクトホール232を形成する。
この時、前記電源配線234は、ゲート電極212を形成する工程で形成した後、以後の工程で、前記ドレイン電極と接触するように構成することもできる。
前述した工程によって、前記第2のドレイン電極228bと接触する連結電極400をさらに構成することができる。
104、204:第1の多結晶アクティブ層
106、206:第2の多結晶アクティブ層
110、160:ゲート電極(スイッチング素子)
112、212:ゲート電極
126a、128a、226a、228a:ソース電極
126b、128b、226b、228b:ドレイン電極
134、234:電源配線
Claims (42)
- 相互に向かい合って離隔された第1及び第2の基板と;
前記第1の基板の上部に形成されたゲート配線と;
前記ゲート配線と交差して、画素部を定義するデータ配線と;
前記ゲート配線及びデータ配線に連結されるスイッチング素子と;
前記第2の基板の上部に形成された有機電界発光ダイオードと;
前記スイッチング素子及び有機電界発光ダイオードに連結され、並列に連結された複数のNタイプの多結晶シリコン駆動薄膜トランジスタを含む駆動素子とを含む有機電界発光素子。 - 前記駆動素子は、多結晶シリコンで構成された駆動アクティブ層と、前記駆動アクティブ層の上部の駆動ゲート電極と、前記駆動アクティブ層の両端部と各々接触する駆動ソース電極及び駆動ドレイン電極とを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。
- 前記駆動アクティブ層は、前記駆動ゲート電極に対応する複数の開口部有することを特徴とする請求項2に記載の有機電界発光素子。
- 前記両端部は、Nタイプの不純物を含むことを特徴とする請求項2に記載の有機電界発光素子。
- 前記スイッチング素子及び駆動素子に並列に連結され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1に記載の有機電界発光素子。
- 前記駆動素子に連結され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。
- 前記駆動素子及び 有機電界発光ダイオードを連結する連結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。
- 前記有機電界発光ダイオードは、前記第2の基板の上部の第1の電極と、前記第1の電極の上部の有機発光層と、前記有機発光層の上部の第2の電極とを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。
- 前記有機発光層は、前記第1の電極の上部の正孔注入層と、前記正孔注入層の上部の発光物質層と、前記発光物質層の上部の電子注入層とを含むことを特徴とする請求項8に記載の有機電界発光素子。
- 前記第1及び第2の電極は、各々陽極電極及び陰極電極であることを特徴とする請求項8に記載の有機電界発光素子。
- 前記スイッチング素子は、Pタイプの多結晶シリコン薄膜トランジスタ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。
- 前記スイッチング素子は、多結晶シリコンで構成されたスイッチングアクティブ層と、前記スイッチングアクティブ層の上部のスイッチングゲート電極と、前記スイッチングアクティブ層の両端部と各々接触するスイッチングソース電極及びスイッチングドレイン電極とを含むことを特徴とする請求項11に記載の有機電界発光素子。
- 前記両端部は、Pタイプの不純物を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。
- 前記スイッチング素子は、前記データ配線に直列に連結された複数のNタイプの多結晶シリコンスイッチング薄膜トランジスタを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。
- 前記スイッチング素子は、多結晶シリコンで構成されたスイッチングアクティブ層と、前記スイッチングアクティブ層の上部の複数のスイッチングゲート電極と、前記スイッチングアクティブ層の両端部と各々接触するスイッチングソース電極及びスイッチングドレイン電極とを含むことを特徴とする請求項14に記載の有機電界発光素子。
- 前記複数のスイッチングゲート電極は、前記ゲート配線に連結され、前記両端部は、Nタイプの不純物を含むことを特徴とする請求項15に記載の有機電界発光素子。
- 前記両端部は、第1及び第2の部分を構成して、前記第1の部分の不純物濃度は、前記第2の部分の不純物濃度より低いことを特徴とする請求項16に記載の有機電界発光素子。
- 第1の基板の上部に、ゲート配線を配置する段階と;
前記ゲート配線と交差して画素領域を定義するデータ配線を配置する段階と;
前記第1の基板の上部に、前記ゲート配線及びデータ配線に連結されるスイッチング素子を形成する段階と;
第2の基板の上部に、有機電界発光ダイオードを形成する段階と;
前記第1の基板の上部に、前記スイッチング素子及び前記有機電界発光ダイオードに連結され、並列に連結された複数のNタイプの多結晶シリコン薄膜トランジスタを含む駆動素子を形成する段階と;
前記駆動素子が、前記有機電界発光ダイオードに電気的に連結されるように、前記第1及び第2の基板を合着する段階とを含む有機電界発光素子の製造方法。 - 前記駆動素子を形成する段階は、
多結晶シリコンで構成される駆動アクティブ層を配置する段階と;
前記駆動アクティブ層の上部に、駆動ゲート電極を配置する段階と;前記駆動アクティブ層の両端部と接触する駆動ソース電極及び駆動ド
レイン電極を配置する段階とを含むことを特徴とする請求項18に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記駆動アクティブ層は、前記駆動ゲート電極に対応する複数の開口部を有することを特徴とする請求項19に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記両端部を、Nタイプの不純物でドーピングする段階をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記スイッチング素子及び駆動素子に、並列に連結されるストレージキャパシターを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記駆動素子に連結される電源配線を配置する段階を含むことを特徴とする請求項18に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記駆動素子及び有機電界発光ダイオードを電気的に連結する連結電極を配置する段階をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記有機電界発光ダイオードを形成する段階は、
前記第2の基板の上部に、第1の電極を配置する段階と;
前記第1の電極の上部に、有機発光層を配置する段階と;
前記有機発光層の上部に、第2の電極を配置する段階とを含むことを特徴とする請求項18に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記有機発光層を形成する段階は、
前記第1の電極の上部に、正孔注入層を配置する段階と;
前記正孔注入層の上部に、発光物質層を配置する段階と;
前記発光物質層の上部に、正孔注入層を配置する段階とを含むことを特徴とする請求項25に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記第1及び第2の電極は、各々陽極電極及び陰極電極であることを特徴とする請求項25に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記スイッチング素子は、Pタイプの多結晶シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項18に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記スイッチング素子を形成する段階は、
多結晶シリコンで構成されたスイッチングアクティブ層を配置する段階と;
前記スイッチングアクティブ層の上部に、スイッチングゲート電極を配置する段階と;
前記スイッチングアクティブ層の両端部と各々接触するスイッチングソース電極及びスイッチングドレイン電極を配置する段階とを含むことを特徴とする請求項18に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記両端部をPタイプの不純物でドーピングする段階を含むことを特徴とする請求項29に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記スイッチング素子は、前記データ配線に、直列に連結された複数のNタイプの多結晶シリコンスイッチング薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項18に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記スイッチング素子を形成する段階は、
多結晶シリコンで構成されたスイッチングアクティブ層を配置する段階と;
前記スイッチングアクティブ層の上部に、スイッチングゲート電極を配置する段階と;
前記スイッチングアクティブ層の両端部と各々接触するスイッチングソース電極及びスイッチングドレイン電極を配置する段階とを含むことを特徴とする請求項31に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記複数のスイッチングゲート電極は、前記ゲート配線に連結されることを特徴とする請求項32に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記両端部を、Nタイプの不純物でドーピングする段階をさらに含むことを特徴とする請求項32に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 第1の基板の上部に、スイッチングアクティブ層及び複数の開口部を有する駆動アクティブ層を配置する段階と;
前記スイッチングアクティブ層の上部に、少なくとも1つのスイッチングゲート電極と、前記駆動アクティブ層の上部に、前記複数の開口部と交差する駆動ゲート電極と、前記少なくとも1つのスイッチングゲート電極に連結されるゲート配線に連結されるゲート配線を配置する段階と;
前記駆動アクティブ層の両端部をNタイプの不純物でドーピングする段階と;
前記スイッチングアクティブ層の両端部と接触するスイッチングソース電極及びスイッチングドレイン電極と、前記駆動アクティブ層の両端部と接触する駆動ソース電極及び駆動ドレイン電極と、前記ゲート配線と交差して画素領域を定義し、前記スイッチングソース電極に連結されるデータ配線を配置する段階と;
第2の基板の上部に、第1の電極を配置する段階と;
前記第1の電極の上部に、有機発光層を配置する段階と;
前記有機発光層の上部に、第2の電極を配置する段階と;
前記駆動ドレイン電極が前記第2の電極に、電気的に連結されるように、前記第1及び第2の基板を合着する段階とを含む有機電界発光素子の製造方法。 - 前記駆動ソース電極に連結される電源配線を配置する段階をさらに含むことを特徴とする請求項35に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記駆動ドレイン電極及び第2の電極を電気的に連結する連結電極を配置する段階を含むことを特徴とする請求項35に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記少なくとも1つのスイッチングゲート電極は、単一スイッチングゲート電極であることを特徴とする請求項35に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記スイッチングアクティブ層の両端部を、Pタイプの不純物でドーピングする段階をさらに含むことを特徴とする請求項38に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記少なくとも1つのスイッチングゲート電極は、複数のスイッチングゲート電極であることを特徴とする請求項35に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記スイッチングアクティブ層の両端部をNタイプの不純物でドーピングする段階をさらに含むことを特徴とする請求項40に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記駆動アクティブ層の両端部と前記スイッチングアクティブ層の両端部は、Nタイプの不純物で、同時にドーピングされることを特徴とする請求項41に記載の有機電界発光素子の製造方法。
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