JP2005347269A - 有機ｅｌディスプレイおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動回路が形成される画素領域においても発光することで、開口率を向上できる有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】第１領域および第２領域を有する画素領域と、画素領域のうち第１領域に形成され、一方向に発光する第１有機ＥＬ素子と、画素領域のうち第２領域に形成され、第１有機ＥＬ素子の発光方向と反対に発光する第２有機ＥＬ素子と、第１、第２有機ＥＬ素子と電気的に連結され、前記第１および第２有機ＥＬ素子を駆動するトランジスタとで有機ＥＬディスプレイを構成する。この結果、一つの基板を使用して前面および後面に発光することで、両方向に視聴できる。また、一つの基板に２個の有機ＥＬディスプレイを同時に製作で、コストを低減できる。
【選択図】 図２
【解決手段】第１領域および第２領域を有する画素領域と、画素領域のうち第１領域に形成され、一方向に発光する第１有機ＥＬ素子と、画素領域のうち第２領域に形成され、第１有機ＥＬ素子の発光方向と反対に発光する第２有機ＥＬ素子と、第１、第２有機ＥＬ素子と電気的に連結され、前記第１および第２有機ＥＬ素子を駆動するトランジスタとで有機ＥＬディスプレイを構成する。この結果、一つの基板を使用して前面および後面に発光することで、両方向に視聴できる。また、一つの基板に２個の有機ＥＬディスプレイを同時に製作で、コストを低減できる。
【選択図】 図２
Description
本発明は、有機ＥＬディスプレイに関するもので、詳しくは、両面発光型有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法に関するものである。
一般に、有機ＥＬディスプレイの画素領域は、画素をスイッチングおよび駆動するスイッチング用薄膜トランジスタ／駆動用薄膜トランジスタ、貯蔵キャパシタ、アノード(画素電極)、有機発光層およびカソード(共通電極)により構成される。
図９は、一般的な有機ＥＬディスプレイの構造を示した回路図で、図１０は、一般的な有機ＥＬディスプレイの構造を示した平面図で、図１１は、図１０のI-I線断面図である。
図９乃至図１１に示すように、まず、ガラス基板１上に多結晶シリコンなどにより半導体層２を形成してパターニングし、薄膜トランジスタの形成領域のみに前記半導体層２を残す。
次いで、前面にゲート絶縁膜３およびゲート電極用導電膜を順次形成し、前記ゲート電極用導電膜をパターニングしてゲート電極４を形成する。
次いで、ゲート電極４をマスクとして前記半導体層２にボロン(Ｂ)や燐(Ｐ)などの不純物を注入して熱処理し、薄膜トランジスタのソース/ドレイン領域２ａ，２ｃを形成する。
次いで、前面にゲート絶縁膜３およびゲート電極用導電膜を順次形成し、前記ゲート電極用導電膜をパターニングしてゲート電極４を形成する。
次いで、ゲート電極４をマスクとして前記半導体層２にボロン(Ｂ)や燐(Ｐ)などの不純物を注入して熱処理し、薄膜トランジスタのソース/ドレイン領域２ａ，２ｃを形成する。
このとき、不純物イオンが注入されない半導体層２は、チャネル領域２ｂになる。
次いで、前面に層間絶縁膜５を形成し、前記薄膜トランジスタのソース/ドレイン領域２ａ，２ｃが露出されるように、前記層間絶縁膜５およびゲート絶縁膜３を選択的に除去する。
次いで、前面に層間絶縁膜５を形成し、前記薄膜トランジスタのソース/ドレイン領域２ａ，２ｃが露出されるように、前記層間絶縁膜５およびゲート絶縁膜３を選択的に除去する。
次いで、前記露出されたソース/ドレイン領域２ａ，２ｃにそれぞれ電気的に接続される電極ライン６を形成する。
次いで、前面に平坦化絶縁膜７を形成し、前記ドレイン領域２ｃに接続された電極ライン６が露出されるように、前記平坦化絶縁膜７を選択的に除去する。
次いで、露出された電極ライン６に電気的に接続されるアノード(画素電極)８を形成する。
次いで、前面に平坦化絶縁膜７を形成し、前記ドレイン領域２ｃに接続された電極ライン６が露出されるように、前記平坦化絶縁膜７を選択的に除去する。
次いで、露出された電極ライン６に電気的に接続されるアノード(画素電極)８を形成する。
次いで、隣接するアノード８の間に絶縁膜９を形成する。
次いで、前面に正孔注入層１０、正孔輸送層１１、有機発光層１２、電子輸送層１３および電子注入層１４を順次形成する。
次いで、前面にアルミニウムなどによりカソード(共通電極)１５を形成し、このカソード１５上には、酸素や水分を遮断するための保護膜１６を形成する。
次いで、前面に正孔注入層１０、正孔輸送層１１、有機発光層１２、電子輸送層１３および電子注入層１４を順次形成する。
次いで、前面にアルミニウムなどによりカソード(共通電極)１５を形成し、このカソード１５上には、酸素や水分を遮断するための保護膜１６を形成する。
しかしながら、上記のように製作される有機ＥＬディスプレイは、各画素領域を駆動回路がほとんど占めるため、開口率が非常に低下するという問題があった。
また、補償回路を適用する場合、各画素領域ごとに駆動回路が占める領域がさらに大きくなるので、開口率が著しく低下するという問題があった。
また、補償回路を適用する場合、各画素領域ごとに駆動回路が占める領域がさらに大きくなるので、開口率が著しく低下するという問題があった。
本発明は、上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、駆動回路が形成される画素領域においても発光することで、開口率を向上できる有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法を提供することにある。
また、他の目的は、一つの基板を用いて前面および後面に発光することで、両方向に視聴できる有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法を提供することにある。
さらに、他の目的は、一つの基板に２個の有機ＥＬディスプレイを同時に製作することで、工程が単純であり、製造価格が低廉な有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る有機ＥＬディスプレイは、第１領域および第２領域を有する画素領域と、前記画素領域のうち第１領域に形成され、一方向に発光する第１有機ＥＬ素子と、前記画素領域のうち第２領域に形成され、前記第１有機ＥＬ素子の発光方向と反対に発光する第２有機ＥＬ素子と、前記第１および第２有機ＥＬ素子と電気的に接続され、前記第１および第２有機ＥＬ素子を駆動するトランジスタと、を含んで構成される。
ここで、前記第１領域は、前記トランジスタが形成されない第１基板表面であり、前記第２領域は、前記トランジスタが形成される第１基板表面である。
本発明に係る有機ＥＬディスプレイは、多数の画素領域を有し、前記各画素領域が第１領域と第２領域とに分けられる透明基板と、前記透明基板の第２領域に形成されるトランジスタと、前記透明基板の第２領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第２アノードと、前記透明基板の第１領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第１アノードと、前記第１および第２アノード上に形成される有機ＥＬ層と、前記透明基板の第１および第２領域の有機ＥＬ層上に形成される第１カソードと、前記透明基板の第１領域の第１カソード上に形成される第２カソードと、を含んで構成される。
ここで、前記第１アノードは、透明な電極であり、前記第２カソードは、反射率の高い金属電極であり、前記第２アノードは、反射率の高い金属電極であり、前記第１カソードは、透過率を有する薄い金属電極である。
本発明に係る有機ＥＬディスプレイは、多数の画素領域を有し、前記各画素領域が第１領域と第２領域とに分けられる透明基板と、前記透明基板の第２領域に形成されるトランジスタと、前記透明基板の第２領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第２アノードと、前記透明基板の第１領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第１アノードと、前記第１および第２アノード上に形成される有機ＥＬ層と、前記透明基板の第２領域の有機ＥＬ層上に形成される第１カソードと、前記透明基板の第１領域の有機ＥＬ層上に形成される第２カソードと、を含んで構成される。
また、本発明に係る有機ＥＬディスプレイは、第１および第２透明基板と、前記第１透明基板の第１領域に形成されるトランジスタと、前記第１透明基板の第２領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される画素電極と、前記画素電極上に形成される第１カソードと、前記第１カソード上に形成される第１有機ＥＬ層と、前記第１有機ＥＬ層上に形成される第１アノードと、前記第２透明基板の所定領域に形成される第２アノードと、前記第２アノード上に形成される第２有機ＥＬ層と、前記第２有機ＥＬ層上に形成され、前記トランジスタまたは画素電極に電気的に接続される第２カソードと、を含んで構成される。
ここで、前記第２アノードの所定領域には、隔壁が形成され、前記隔壁の上部に形成される第２カソードは、前記トランジスタまたは画素電極のいずれかに電気的に接続される。
本発明に係る有機ＥＬディスプレイ製造方法は、第１領域と第２領域とに分けられた多数の画素領域を有する透明基板を準備する段階と、前記画素領域の第２領域に形成されるように、前記透明基板上にトランジスタを形成する段階と、前記トランジスタに電気的に接続されるように、前記画素領域の第１領域に第１アノードを形成する段階と、前記第１アノードを含む透明基板の前面に第１絶縁層を形成する段階と、前記第１絶縁層の所定領域を除去して前記トランジスタのドレイン電極の一部を露出する段階と、前記露出されたトランジスタに電気的に接続され、前記画素領域の第２領域に形成されるように前記第１絶縁層上に第２アノードを形成する段階と、前記第１絶縁層の一部を除去して前記第１アノードを露出する段階と、前記露出された第１および第２アノードを含む前面に有機ＥＬ層を形成する段階と、前記有機ＥＬ層上に第１カソードを形成する段階と、第２カソードを前記画素領域の第１領域に形成されるように前記第１カソード上に形成する段階と、を含んで構成される。
また、本発明に係る有機ＥＬディスプレイ製造方法は、第１領域と第２領域とに分けられた多数の画素領域を有する透明基板を準備する段階と、前記画素領域の第２領域に形成されるように、前記透明基板上にトランジスタを形成する段階と、前記トランジスタに電気的に接続されるように第１アノードを形成する段階と、前記第１アノードを含む透明基板の前面に第１絶縁層を形成する段階と、前記第１絶縁層の所定領域を除去し、前記トランジスタのドレイン電極の一部を露出する段階と、前記露出されたトランジスタに電気的に接続され、前記画素領域の第２領域に形成されるように前記第１絶縁層上に第２アノードを形成する段階と、前記第１絶縁層の一部を除去して前記第１アノードを露出する段階と、前記露出された第１および第２アノードを含む前面に有機ＥＬ層を形成する段階と、第１カソードを前記画素領域の第２領域に形成されるように前記有機ＥＬ層上に形成する段階と、第２カソードを前記画素領域の第１領域に形成されるように前記有機ＥＬ層上に形成する段階と、を含んで構成される。
本発明に係る有機ＥＬディスプレイ製造方法は、第１透明基板を準備する段階、前記第１透明基板の第２領域上にトランジスタを形成する段階、前記トランジスタに電気的に接続されるように前記第１透明基板の第１領域上に画素電極を形成する段階、前記画素電極を含む透明基板の前面に絶縁層を形成する段階、前記絶縁層の所定領域を除去し、前記トランジスタのドレイン領域の一部分および画素電極を露出する段階、及び前記露出された画素電極上に第１カソード、有機ＥＬ層、第１アノードを順次形成する段階からなる第１有機ＥＬ素子の製作段階と、第２透明基板を準備する段階、前記第２透明基板上に第２アノードを形成する段階、前記第２アノードの所定領域に隔壁を形成する段階、及び前記隔壁を含む第２アノード上に有機ＥＬ層と第２カソードを順次形成する段階からなる第２有機ＥＬ素子の製作段階と、前記第２有機ＥＬ素子の第２カソードと前記第１有機ＥＬ素子のトランジスタとを電気的に接続する前記第１、第２有機ＥＬ素子の接着段階と、を含んで構成される。
また、本発明に係る有機ＥＬディスプレイ製造方法は、第１透明基板を準備する段階、前記第１透明基板の第２領域上にトランジスタを形成する段階、前記トランジスタを含む前面に第１絶縁層を形成する段階、前記第１絶縁層の所定領域を除去し、前記トランジスタのドレイン電極の一部を露出する段階、前記露出されたトランジスタに電気的に接続されるように前記第１透明基板の第１および第２領域上に画素電極を形成する段階、及び前記透明基板の第１領域の画素電極上に第１カソード、有機ＥＬ層、第１アノードを順次形成する段階とからなる第１有機ＥＬ素子の製作段階と、第２透明基板を準備する段階、前記第２透明基板上に第２アノードを形成する段階、前記第２アノードの所定領域に隔壁を形成する段階、及び前記隔壁を含む第２アノード上に有機ＥＬ層と第２カソードを順次形成する段階からなる第２有機ＥＬ素子の製作段階と、前記第２有機ＥＬ素子の第２カソードと前記第１有機ＥＬ素子の露出された画素電極とを電気的に接続する前記第１、第２有機ＥＬ素子の接着段階と、を含んで構成される。
ここで、前記第１有機ＥＬ素子の製作段階では、前記画素電極を形成する段階後、前記画素電極と前記トランジスタとの電気的接続領域および前記画素電極の縁領域上に、第２絶縁層をさらに形成する。
なお、本発明の他の目的、特徴および利点は、図面に基づく各実施形態の詳細な説明により明白になるであろう。
本発明は、同一の駆動トランジスタを用いて背面発光および前面発光を同時に実現することで、イメージを両側から見られる新しい概念のディスプレイ製作が可能であり、経済的価値も非常に高い。
また、本発明に係る有機ＥＬディスプレイを移動用電話機に用いる場合、一つのディスプレイモジュールにより外部窓用ディスプレイおよび内部窓用ディスプレイの実現が可能であり、低廉な移動用電話機を開発できる。
また、本発明は、既存の工程条件を用いるので、工程が単純であり、量産性に優れている。
また、前面発光用のカソード電極と背面発光用のカソード電極とが互いに分離されるので、第１有機ＥＬ素子と第２有機ＥＬ素子とを独立的に駆動できる。
また、本発明は、既存の工程条件を用いるので、工程が単純であり、量産性に優れている。
また、前面発光用のカソード電極と背面発光用のカソード電極とが互いに分離されるので、第１有機ＥＬ素子と第２有機ＥＬ素子とを独立的に駆動できる。
以下、本発明に係る有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法の好適な実施の形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の概念は、画素領域のうち画素駆動素子がない領域には、背面発光型有機ＥＬ素子を実現し、画素領域のうち駆動回路がある領域には、前面発光型有機ＥＬ素子を同時に実現するか、または、背面発光型有機ＥＬ素子上に前面発光型有機ＥＬ素子を接着してそれぞれ独立的に駆動できる両面発光型ディスプレイを製作することにある。
図１は、本発明に係る有機ＥＬディスプレイの構造を示した回路図であり、この回路図は、多様な形態に構成される。
図１に示すように、本発明は、一つの画素駆動回路部および二つの有機ＥＬ素子を有する。
図１に示すように、本発明は、一つの画素駆動回路部および二つの有機ＥＬ素子を有する。
ここで、第１有機ＥＬ素子は、画素領域のうち第１領域に形成されて一側方向に発光する。
また、第２有機ＥＬ素子は、画素領域のうち第２領域に形成され、第１有機ＥＬ素子の発光方向と反対に発光する。
また、第２有機ＥＬ素子は、画素領域のうち第２領域に形成され、第１有機ＥＬ素子の発光方向と反対に発光する。
駆動回路部に形成された薄膜トランジスタのうち駆動用トランジスタは、第１および第２有機ＥＬ素子に電気的に接続されて第１および第２有機ＥＬ素子を駆動する。
ここで、画素領域のうち第１領域は、トランジスタが形成されない第１基板表面であり、画素領域のうち第２領域は、トランジスタが形成される第１基板表面である。
これに対する説明は、後述することにする。
これに対する説明は、後述することにする。
図２は、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの構造を示した平面図で、図３Ａ乃至３Ｊは、図２のII-II線断面図である。
図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る画素領域は、画素をスイッチングおよび駆動するスイッチング用薄膜トランジスタ／駆動用薄膜トランジスタ、貯蔵キャパシタ、第１および第２アノード(画素電極)、有機発光層、第１および第２カソード(共通電極)により構成される。
本発明の透明基板は、多数の画素領域を有しており、各画素領域は、第１領域と第２領域とに分けられる。
ここで、第１領域は、発光領域であり、第２領域は、駆動回路領域である。
ここで、第１領域は、発光領域であり、第２領域は、駆動回路領域である。
本発明の第１実施形態では、駆動回路領域である第２領域も、発光領域として製作する。
そのため、画素領域のうち第１領域には、透明基板の下部に発光する第１有機ＥＬ素子を形成し、画素領域のうち第２領域には、透明基板の上部に発光する第２有機ＥＬ素子を形成する。
ここで、第２領域には、第１有機ＥＬ素子および第２有機ＥＬ素子を駆動するトランジスタが形成される。
そのため、画素領域のうち第１領域には、透明基板の下部に発光する第１有機ＥＬ素子を形成し、画素領域のうち第２領域には、透明基板の上部に発光する第２有機ＥＬ素子を形成する。
ここで、第２領域には、第１有機ＥＬ素子および第２有機ＥＬ素子を駆動するトランジスタが形成される。
また、第１有機ＥＬ素子および第２有機ＥＬ素子は、同一のトランジスタに電気的に接続されて駆動されるか、互いに異なるトランジスタに電気的に接続される。
本発明の第１実施形態において、第２アノードは、透明基板の第２領域に形成されてトランジスタに電気的に接続され、第１アノードは、透明基板の第１領域に形成されてトランジスタに電気的に接続される。
また、有機ＥＬ層は、第１および第２アノード上に形成され、第１カソードは、透明基板の第１および第２領域の有機ＥＬ層上に形成され、第２カソードは、透明基板の第１領域の第１カソード上に形成される。
このとき、第１アノードは、ＩＴＯなどの透明でかつ仕事関数の高い透明電極であり、第２カソードは、Ａｌなどの反射率が高く仕事関数の低い導電性(conductive)金属電極である。
また、第２アノードは、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇなどの反射率の高い金属電極であり、第１カソードは、透過率を有する（透過性の）薄い金属電極である。
ここで、第１カソードは、アルミニウムを数ｎｍ蒸着した後、Ａｌ上にＡｇを数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、Ｍｇ:Ａｇなどの合金を数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、仕事関数の低い導電性物質により形成することもできる。
ここで、第１カソードは、アルミニウムを数ｎｍ蒸着した後、Ａｌ上にＡｇを数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、Ｍｇ:Ａｇなどの合金を数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、仕事関数の低い導電性物質により形成することもできる。
以下、上記のように構成された本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程を説明する。
図３Ａ乃至３Ｊは、図２のII-II線工程断面図であり、まず、図６Ａに示すように、第１領域(発光領域)と第２領域(駆動回路領域)とに分けられた複数個の画素領域を有する透明基板２１を準備する。
次いで、透明基板２１の第２領域上に、薄膜トランジスタの活性層として用いられる多結晶シリコンなどの半導体層２２を形成してパターニングする。
次いで、半導体層２２を含む透明基板２１の前面にゲート絶縁膜２３を形成した後、ゲート絶縁膜２３上にゲート電極２４を形成する。
次いで、ゲート電極２４をマスクとして半導体層２２内に不純物を注入して熱処理し、薄膜トランジスタのソース領域２２ａおよびドレイン領域２２ｃを形成する。
次いで、半導体層２２を含む透明基板２１の前面にゲート絶縁膜２３を形成した後、ゲート絶縁膜２３上にゲート電極２４を形成する。
次いで、ゲート電極２４をマスクとして半導体層２２内に不純物を注入して熱処理し、薄膜トランジスタのソース領域２２ａおよびドレイン領域２２ｃを形成する。
次いで、ゲート電極２４を含む透明基板２１の前面に層間絶縁膜２５を形成してパターニングし、ソース領域２２ａおよびドレイン領域２２ｃの一部を露出する。
次いで、ソース領域２２ａおよびドレイン領域２２ｃに電気的に接続される電極２６を形成し、薄膜トランジスタを形成する。
次いで、ソース領域２２ａおよびドレイン領域２２ｃに電気的に接続される電極２６を形成し、薄膜トランジスタを形成する。
次いで、図３Ｂに示すように、層間絶縁膜２５上にＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明でかつ仕事関数値の高い透明導電性物質を形成してパターニングし、後面発光用の第１アノード２７を形成する。
ここで、第１アノード２７は、薄膜トランジスタの電極２６に電気的に接続されるように画素領域の第１領域に形成する。
ここで、第１アノード２７は、薄膜トランジスタの電極２６に電気的に接続されるように画素領域の第１領域に形成する。
次いで、図３Ｃに示すように、表面を平坦化するために、前面に絶縁物質である平坦化膜２８を形成してパターニングし、ドレイン領域２２ｃの電極２６の一部が露出されるようにコンタクトホール２９を形成する。
次いで、図３Ｄに示すように、画素領域のうち第２領域にある平坦化膜２８上にＣr、Ａｌ、Ｍｏ、Ａｇ、Ａｕなどの反射率の高い導電性物質を形成してパターニングし、前面発光用の第２アノード３０を形成する。
次いで、図３Ｅに示すように、平坦化膜２８の一部を除去して第１アノード２７を露出する。
次いで、図３Ｄに示すように、画素領域のうち第２領域にある平坦化膜２８上にＣr、Ａｌ、Ｍｏ、Ａｇ、Ａｕなどの反射率の高い導電性物質を形成してパターニングし、前面発光用の第２アノード３０を形成する。
次いで、図３Ｅに示すように、平坦化膜２８の一部を除去して第１アノード２７を露出する。
次いで、図３Ｆに示すように、前面に絶縁膜３１を形成してパターニングし、第２アノード３０と電極２６との電気的接続領域および第２アノード３０の縁領域上のみに前記絶縁膜３１を残す。
次いで、図３Ｇに示すように、露出された第１および第２アノード２７，３０上に正孔注入層３２、正孔輸送層３３、有機発光層３４、電子輸送層３５および電子注入層３６を順次形成し、有機ＥＬ層を形成する。
次いで、図３Ｇに示すように、露出された第１および第２アノード２７，３０上に正孔注入層３２、正孔輸送層３３、有機発光層３４、電子輸送層３５および電子注入層３６を順次形成し、有機ＥＬ層を形成する。
次いで、図３Ｈに示すように、有機ＥＬ層の電子注入層３６上に第１カソード３７を形成する。
ここで、第１カソード３７は、透過率を有する薄い金属電極であり、アルミニウムを数ｎｍ蒸着した後、Ａｌ上にＡｇを数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、Ｍｇ:Ａｇなどの合金を数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、仕事関数の低い導電性物質により形成することもできる。
ここで、第１カソード３７は、透過率を有する薄い金属電極であり、アルミニウムを数ｎｍ蒸着した後、Ａｌ上にＡｇを数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、Ｍｇ:Ａｇなどの合金を数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、仕事関数の低い導電性物質により形成することもできる。
次いで、図３Ｉに示すように、第１シャドーマスク３８を用いて、画素領域のうち第１領域の第１カソード３７上に後面発光用の第２カソード３９を形成する。
ここで、第２カソード３９は、アルミニウムなどの反射率が高く仕事関数の低い導電性物質により形成する。
ここで、第２カソード３９は、アルミニウムなどの反射率が高く仕事関数の低い導電性物質により形成する。
最後に、図３Ｊに示すように、有機ＥＬ層への酸素や水分の侵入を遮断するために、前面に保護膜４０を形成し、保護キャップ(図示せず)を覆う。
図４は、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの構造を示した平面図であり、図５Ａ乃至５Ｊは、図４のIII-III線工程断面図である。
図４に示すように、本発明の第２実施形態は、本発明の第１実施形態と比べると、第１カソードの形成位置のみが異なる。
本発明の第２実施形態の第１カソードは、画素領域のうち第２領域のみに形成される。
一方、本発明の第２実施形態は、本発明の第１実施形態と類似しているので、その詳しい説明を省略する。
一方、本発明の第２実施形態は、本発明の第１実施形態と類似しているので、その詳しい説明を省略する。
以下、上記のように構成される本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程を説明する。
本発明の第２実施形態を示した図５Ａ乃至図５Ｇは、本発明の第１実施形態を示した図３Ａ乃至図３Ｇと同一であるので、その説明を省略する。
図５Ｈに示すように、第２シャドーマスク４１を用いて、画素領域のうち第２領域の電子注入層３６上に前面発光用第１カソード３７を形成する。
ここで、第１カソード３７は、透過率を有する薄い金属電極であって、アルミニウムを数ｎｍ蒸着した後、Ａl上にＡgを数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、Ｍｇ:Ａｇなどの合金を数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、仕事関数の低い導電性物質により形成することもできる。
ここで、第１カソード３７は、透過率を有する薄い金属電極であって、アルミニウムを数ｎｍ蒸着した後、Ａl上にＡgを数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、Ｍｇ:Ａｇなどの合金を数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、仕事関数の低い導電性物質により形成することもできる。
次いで、図５Ｉに示すように、第１シャドーマスク３８を用いて、画素領域のうち第１領域の電子注入層３６上に後面発光用第２カソード３９を形成する。
ここで、第２カソード３９は、アルミニウムなどの反射率が高く仕事関数の低い導電性物質により形成する。
ここで、第２カソード３９は、アルミニウムなどの反射率が高く仕事関数の低い導電性物質により形成する。
最後に、図５Ｊに示すように、有機ＥＬ層への酸素や水分の侵入を遮断するために、前面に保護膜４０を形成し、保護キャップ(図示せず)を覆う。
本発明の第３および第４実施形態では、第１有機ＥＬ素子および第２有機ＥＬ素子をそれぞれ製作して接着することで、両面発光型有機ＥＬディスプレイを製作する。
図６Ａ乃至図６Ｆは、本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬディスプレイを示した工程断面図で、図７は、本発明の第３実施形態に係る第２有機ＥＬ素子を示した平面図である。
まず、図６Ａに示すように、透明基板２１の第２領域上に薄膜トランジスタを形成し、図９Ｂに示すように、層間絶縁膜２５上にＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電性物質を形成してパターニングし、画素電極５０を形成する。
ここで、画素電極５０は、薄膜トランジスタの電極２６に電気的に接続されるように透明基板２１の第１領域に形成する。
次いで、表面を平坦化するために、前面に絶縁物質である平坦化膜２８を形成してパターニングし、ドレイン領域２２ｃの電極２６の一部および画素電極５０を露出する。
次いで、図６Ｃに示すように、第１シャドーマスク３８を用いて、露出された画素電極５０上に第１カソード３９、電子注入層３６、電子輸送層３５、有機発光層３４、正孔輸送層３３、正孔注入層３２および第１アノード２７を順次形成し、第１有機ＥＬ素子を製作する。
ここで、第１カソード３９は、透過率を有する薄い金属電極であり、アルミニウムなどの仕事関数の低い導電性物質を数ｎｍ蒸着するか、ＡｇやＭｇ:Ａｇなどの金属を数ｎｍ〜１５ｎｍ形成した後、アルミニウムなどの仕事関数の低い導電性物質を数ｎｍ形成することができる。
また、第１アノード２７には、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ａｇ、Ａｕなどの反射率および仕事関数の高い導電性物質を使用することができる。
このとき、第１アノード２７は、同一の色を発光する各画素を互いに電気的に接続する。
また、第１アノード２７には、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ａｇ、Ａｕなどの反射率および仕事関数の高い導電性物質を使用することができる。
このとき、第１アノード２７は、同一の色を発光する各画素を互いに電気的に接続する。
したがって、第１シャドーマスク３８には、スロット状でない、ストライプ状のものが使用される。
一方、第２有機ＥＬ素子は、次のように製作される。
図７は、第２有機ＥＬ素子の平面図であり、図６Ｄは、図７のIV-IV線断面図である。
図６Ｄおよび図７に示すように、第２透明基板５１上に仕事関数値の高い透明導電性物質を形成してパターニングし、第２アノード３０を形成する。
図６Ｄおよび図７に示すように、第２透明基板５１上に仕事関数値の高い透明導電性物質を形成してパターニングし、第２アノード３０を形成する。
次いで、第２アノード３０を含む前面にポリイミドなどの絶縁性物質を用いてセパレータ５３を形成した後、他の絶縁物質を用いて島状の隔壁５２を形成する。
次いで、隔壁５２を含む第２アノード３０上に正孔注入層３２、正孔輸送層３３、有機発光層３４、電子輸送層３５および電子注入層３６を順次形成し、有機ＥＬ層を形成する。
次いで、有機ＥＬ層上にアルミニウムなどの仕事関数の低い導電性物質を蒸着してパターニングし、第２カソード３７を形成することで、第２有機ＥＬ素子を製作する。
次いで、隔壁５２を含む第２アノード３０上に正孔注入層３２、正孔輸送層３３、有機発光層３４、電子輸送層３５および電子注入層３６を順次形成し、有機ＥＬ層を形成する。
次いで、有機ＥＬ層上にアルミニウムなどの仕事関数の低い導電性物質を蒸着してパターニングし、第２カソード３７を形成することで、第２有機ＥＬ素子を製作する。
次いで、図６Ｅおよび図６Ｆに示すように、第２有機ＥＬ素子の第２カソード３７が第１有機ＥＬ素子の薄膜トランジスタの電極２６に電気的に接続されるように第１および第２有機ＥＬ素子を接着する。
したがって、本発明では、一つの駆動用トランジスタを用いて、二つの有機ＥＬ素子を同時に駆動するか、または、それぞれ分離して駆動することができる。
二つの有機ＥＬ素子は、内部を真空状態にした後、シーラント５４を用いて密封する。
二つの有機ＥＬ素子は、内部を真空状態にした後、シーラント５４を用いて密封する。
図８Ａ乃至図８Ｃは、本発明の第４実施形態に係る有機ＥＬディスプレイを示した工程断面図である。
本発明の第４実施形態および本発明の第３実施形態は、第１有機ＥＬ素子の製造工程において差がある。
本発明の第４実施形態および本発明の第３実施形態は、第１有機ＥＬ素子の製造工程において差がある。
まず、図８Ａに示すように、透明基板２１の第２領域上に薄膜トランジスタを形成する。
次いで、表面を平坦化するために、前面に絶縁物質である平坦化膜２８を形成してパターニングし、ドレイン領域２２ｃの電極２６の一部を露出する。
次いで、表面を平坦化するために、前面に絶縁物質である平坦化膜２８を形成してパターニングし、ドレイン領域２２ｃの電極２６の一部を露出する。
次いで、露出された電極２６に電気的に接続されるように、平坦化膜２８上にＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電性物質を形成してパターニングし、画素電極５０を形成する。
ここで、画素電極５０は、薄膜トランジスタの電極２６に電気的に接続されるように透明基板２１の第１および第２領域に形成する。
ここで、画素電極５０は、薄膜トランジスタの電極２６に電気的に接続されるように透明基板２１の第１および第２領域に形成する。
次いで、画素電極５０と薄膜トランジスタの電極２６との電気的接続領域および画素電極５０の縁領域上に、絶縁層３１を形成する。
次いで、図８Ｂに示すように、第１シャドーマスク３８を用いて、露出された画素電極５０上に第１カソード３９、電子注入層３６、電子輸送層３５、有機発光層３４、正孔輸送層３３、正孔注入層３２および第１アノード２７を順次形成し、第１有機ＥＬ素子を製作する。
次いで、図８Ｃに示すように、図６Ｅのような方法で製作された第２有機ＥＬ素子と第１有機ＥＬ素子とを接着し、両面発光型有機ＥＬディスプレイを製作することができる。
なお、本発明は、本発明の技術思想から逸脱しない範囲内で多様に変更・修正することができる。
したがって、本発明の技術的範囲は、実施形態に限られるものでなく、特許請求の範囲によって定められるべきである。
２１ 透明基板
２２ 半導体層
２２ａ，２２ｃ ソース/ドレイン領域
２２ｂ チャネル領域
２３ ゲート絶縁膜
２４ ゲート電極
２５ 層間絶縁膜
２６ 電極
２７ 第１アノード
２８ 平坦化膜
２９ コンタクトホール
３０ 第２アノード
３１ 絶縁膜
３２ 正孔注入層
３３ 正孔輸送層
３４ 有機発光層
３５ 電子輸送層
３６ 電子注入層
３７ 第１カソード
３８ 第１シャドーマスク
３９ 第２カソード
４０ 保護膜
４１ 第２シャドーマスク
５０ 画素電極
５１ 第２透明基板
５２ 隔壁
５３ セパレータ
５４ シーラント
２２ 半導体層
２２ａ，２２ｃ ソース/ドレイン領域
２２ｂ チャネル領域
２３ ゲート絶縁膜
２４ ゲート電極
２５ 層間絶縁膜
２６ 電極
２７ 第１アノード
２８ 平坦化膜
２９ コンタクトホール
３０ 第２アノード
３１ 絶縁膜
３２ 正孔注入層
３３ 正孔輸送層
３４ 有機発光層
３５ 電子輸送層
３６ 電子注入層
３７ 第１カソード
３８ 第１シャドーマスク
３９ 第２カソード
４０ 保護膜
４１ 第２シャドーマスク
５０ 画素電極
５１ 第２透明基板
５２ 隔壁
５３ セパレータ
５４ シーラント
Claims (22)
- 第１領域および第２領域を有する画素領域と、
前記画素領域のうち第１領域に形成され、一方向に発光する第１有機ＥＬ素子と、
前記画素領域のうち第２領域に形成され、前記第１有機ＥＬ素子の発光方向と反対に発光する第２有機ＥＬ素子と、
前記第１および第２有機ＥＬ素子と電気的に接続され、前記第１および第２有機ＥＬ素子を駆動するトランジスタと、を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。 - 前記第１領域は、前記トランジスタが形成されない第１基板表面であり、前記第２領域は、前記トランジスタが形成される第１基板表面であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬディスプレイ。
- 前記第１領域は、前記トランジスタおよび第１有機ＥＬ素子が形成される第１基板表面であり、前記第２領域は、前記第２有機ＥＬ素子が形成される第２基板表面であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬディスプレイ。
- 多数の画素領域を有し、前記各画素領域が第１領域と第２領域とに分けられる透明基板と、
前記透明基板の第２領域に形成されるトランジスタと、
前記透明基板の第２領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第２アノードと、
前記透明基板の第１領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第１アノードと、
前記第１および第２アノード上に形成される有機ＥＬ層と、
前記透明基板の第１および第２領域の有機ＥＬ層上に形成される第１カソードと、
前記透明基板の第１領域の第１カソード上に形成される第２カソードと、を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。 - 前記第１アノードは、透明な電極であり、前記第２カソードは、反射率の高い金属電極であることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬディスプレイ。
- 前記第２アノードは、反射率の高い金属電極であり、前記第１カソードは、透過率を有する薄い金属電極であることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬディスプレイ。
- 前記第１、第２アノードと前記トランジスタとの電気的接続領域と、前記第１および
第２アノードの縁領域上には、絶縁層が形成されることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬディスプレイ。 - 多数の画素領域を有し、前記各画素領域が第１領域と第２領域とに分けられる透明基板と、
前記透明基板の第２領域に形成されるトランジスタと、
前記透明基板の第２領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第２アノードと、
前記透明基板の第１領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第１アノードと、
前記第１および第２アノード上に形成される有機ＥＬ層と、
前記透明基板の第２領域の有機ＥＬ層上に形成される第１カソードと、
前記透明基板の第１領域の有機ＥＬ層上に形成される第２カソードと、を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。 - 前記第１アノードは、透明な電極であり、前記第２カソードは、反射率の高い金属電極であることを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬディスプレイ。
- 前記第２アノードは、反射率の高い金属電極であり、前記第１カソードは、透過率を有する薄い金属電極であることを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬディスプレイ。
- 第１および第２透明基板と、
前記第１透明基板の第１領域に形成されるトランジスタと、
前記第１透明基板の第２領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される画素電極と、
前記画素電極上に形成される第１カソードと、
前記第１カソード上に形成される第１有機ＥＬ層と、
前記第１有機ＥＬ層上に形成される第１アノードと、
前記第２透明基板の所定領域に形成される第２アノードと、
前記第２アノード上に形成される第２有機ＥＬ層と、
前記第２有機ＥＬ層上に形成され、前記トランジスタまたは画素電極に電気的に接続される第２カソードと、を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。 - 前記画素電極および第２アノードは、透明な電極であり、前記第１カソードは、透過率を有する薄い金属電極であり、前記第１アノードおよび第２カソードは、反射率の高い金属電極であることを特徴とする請求項１１記載の有機ＥＬディスプレイ。
- 前記第２アノードの所定領域には、隔壁が形成されることを特徴とする請求項１１記載の有機ＥＬディスプレイ。
- 前記隔壁の上部に形成される第２カソードは、前記トランジスタまたは画素電極に電気的に接続されることを特徴とする請求項１３記載の有機ＥＬディスプレイ。
- 第１領域と第２領域とに分けられた多数の画素領域を有する透明基板を準備する段階と、
前記画素領域の第２領域に形成されるように、前記透明基板上にトランジスタを形成する段階と、
前記トランジスタに電気的に接続されるように、前記画素領域の第１領域に第１アノードを形成する段階と、
前記第１アノードを含む透明基板の前面に第１絶縁層を形成する段階と、
前記第１絶縁層の所定領域を除去して前記トランジスタのドレイン電極の一部を露出する段階と、
前記露出されたトランジスタに電気的に接続され、前記画素領域の第２領域に形成されるように前記第１絶縁層上に第２アノードを形成する段階と、
前記第１絶縁層の一部を除去して前記第１アノードを露出する段階と、
前記露出された第１および第２アノードを含む前面に有機ＥＬ層を形成する段階と、
前記有機ＥＬ層上に第１カソードを形成する段階と、
第２カソードを前記画素領域の第１領域に形成されるように前記第１カソード上に形成する段階と、を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ製造方法。 - 前記第１アノードを露出する段階後、
前記第２アノードと前記トランジスタとの電気的接続領域および前記第２アノードの縁領域上に、第２絶縁層を形成することを特徴とする請求項１５記載の有機ＥＬディスプレイ製造方法。 - 前記有機ＥＬ層を形成する段階は、
前記第１アノードを含む前面に正孔注入層を形成する段階と、
前記正孔注入層上に正孔輸送層を形成する段階と、
前記正孔輸送層上に発光層を形成する段階と、
前記発光層上に電子輸送層を形成する段階と、
前記電子輸送層上に電子注入層を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１５記載の有機ＥＬディスプレイ製造方法。 - 第１領域と第２領域とに分けられた多数の画素領域を有する透明基板を準備する段階と、
前記画素領域の第２領域に形成されるように、前記透明基板上にトランジスタを形成する段階と、
前記トランジスタに電気的に接続されるように第１アノードを形成する段階と、
前記第１アノードを含む透明基板の前面に第１絶縁層を形成する段階と、
前記第１絶縁層の所定領域を除去し、前記トランジスタのドレイン電極の一部を露出する段階と、
前記露出されたトランジスタに電気的に接続され、前記画素領域の第２領域に形成されるように前記第１絶縁層上に第２アノードを形成する段階と、
前記第１絶縁層の一部を除去して前記第１アノードを露出する段階と、
前記露出された第１および第２アノードを含む前面に有機ＥＬ層を形成する段階と、
第１カソードを前記画素領域の第２領域に形成されるように前記有機ＥＬ層上に形成する段階と、
第２カソードを前記画素領域の第１領域に形成されるように前記有機ＥＬ層上に形成する段階と、を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ製造方法。 - 前記第１アノードを露出する段階後、
前記第２アノードと前記トランジスタとの電気的接続領域および前記第２アノードの縁領域上に、第２絶縁層を形成することを特徴とする請求項１８記載の有機ＥＬディスプレイ製造方法。 - 第１透明基板を準備する段階、前記第１透明基板の第２領域上にトランジスタを形成する段階、前記トランジスタに電気的に接続されるように前記第１透明基板の第１領域上に画素電極を形成する段階、前記画素電極を含む透明基板の前面に絶縁層を形成する段階、前記絶縁層の所定領域を除去し、前記トランジスタのドレイン電極の一部および画素電極を露出する段階、及び前記露出された画素電極上に第１カソード、有機ＥＬ層、第１アノードを順次形成する段階からなる第１有機ＥＬ素子の製作段階と、
第２透明基板を準備する段階、前記第２透明基板上に第２アノードを形成する段階、前記第２アノードの所定領域に隔壁を形成する段階、及び前記隔壁を含む第２アノード上に有機ＥＬ層と第２カソードを順次形成する段階からなる第２有機ＥＬ素子の製作段階と、
前記第２有機ＥＬ素子の第２カソードと前記第１有機ＥＬ素子のトランジスタとを電気的に接続する前記第１、第２有機ＥＬ素子の接着段階と、を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ製造方法。 - 第１透明基板を準備する段階、前記第１透明基板の第２領域上にトランジスタを形成する段階、前記トランジスタを含む前面に第１絶縁層を形成する段階、前記第１絶縁層の所定領域を除去し、前記トランジスタのドレイン電極の一部を露出する段階、前記露出されたトランジスタに電気的に接続されるように前記第１透明基板の第１および第２領域上に画素電極を形成する段階、及び前記透明基板の第１領域の画素電極上に第１カソード、有機ＥＬ層、第１アノードを順次形成する段階とからなる第１有機ＥＬ素子の製作段階と、
第２透明基板を準備する段階、前記第２透明基板上に第２アノードを形成する段階、前記第２アノードの所定領域に隔壁を形成する段階、及び前記隔壁を含む第２アノード上に有機ＥＬ層と第２カソードを順次形成する段階からなる第２有機ＥＬ素子の製作段階と、
前記第２有機ＥＬ素子の第２カソードと前記第１有機ＥＬ素子の露出された画素電極とを電気的に接続する前記第１、第２有機ＥＬ素子の接着段階と、を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ製造方法。 - 前記第１有機ＥＬ素子の製作段階では、
前記画素電極を形成する段階後、前記画素電極と前記トランジスタとの電気的接続領域および前記画素電極の縁領域上に、第２絶縁層を形成することを特徴とする請求項２１記載の有機ＥＬディスプレイ製造方法。
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