JP2006072308A - 有機電界発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、単位画素領域の発光領域が増加する有機電界発光素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、有機電界発光素子の単位画素領域上のデータラインまたはデータライン及び電源供給ラインを、絶縁膜をエッチングして形成したトレンチ上に形成して画素電極である第１電極を、クロス・トークのような不良発生なくデータラインまたはデータライン及び電源供給ラインの上部にオーバーラップするように形成する。
【選択図】図６

Description

本発明は有機電界発光素子及びその製造方法に係り、さらに詳細には有機電界発光素子の単位画素領域上のデータラインまたはデータライン及び電源供給ラインを、絶縁膜をエッチングして形成したトレンチ上に形成して画素電極である第１電極がクロス・トークのような不良発生なくデータラインまたはデータライン及び電源供給ラインの上部にオーバーラップするように形成することができて画素領域の発光領域が増加する有機電界発光素子及びその製造方法に関する。

最近に陰極線管（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）のように重くて、大きさが大きいという従来の表示素子の短所を解決する液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）、有機電界発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）またはＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐｌａｎｅ）等のような平板型表示装置（ｐｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）が注目を集めている。

この時、液晶表示装置は自体発光素子でなく受光素子であるため輝度、コントラスト、視野角及び大面積化等に限界があって、ＰＤＰは自体発光素子であるが、他の平板型表示装置に比べて重くて、消費電力が高いだけでなく製造方法が複雑だという問題点がある反面、有機電界発光素子は自体発光素子であるため視野角、コントラストなどが優秀であって、バックライトが必要でないため軽量薄形が可能であって、消費電力側面でも有利である。

そして、直流低電圧駆動が可能であって応答速度が速くて全部固体であるため外部衝撃に強くて使用温度範囲も広いだけでなく製造方法が単純であって低廉であるという長所を有している。

図１は従来の有機電界発光素子の平面図及び断面図である。図１（Ａ）は従来の有機電界発光素子の平面図である。図で見るようにプラスチックまたはガラスのような透明な基板１１上に形成されたスキャンライン１２、データライン１３及び電源供給ライン１４により定義される単位領域内にスイッチング薄膜トランジスタ１５及び駆動薄膜トランジスタ１６が形成されていて、有機電界発光素子が発光する間電流を供給するために形成された上部電極及び下部電極を有するキャパシター１７が形成されていて、駆動薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極に電気的に連結されている画素電極である第１電極１８が形成されているのを見ることができる。この時、第１電極上には図には図示していないが、少なくとも有機発光層を含む有機膜と共通電極である第２電極が形成されている。

図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ'線の断面図である。図で見るように基板１１上にバッファー層２１、ゲート絶縁膜２２及び層間絶縁膜２３のような絶縁膜が形成されて、層間絶縁膜上にデータライン１３及び電源供給ライン１４が形成されて、データライン及び電源供給ライン上にパッシベーション層２４及び平坦化層２５が形成されて、平坦化層上部に第１電極１８が形成される。

この時、第１電極１８と、データライン及び電源供給ラインとは一定な間隔３１以上離れていなければならないが、これはデータライン及び電源供給ラインには電気的信号が与えられるようになって、このような信号が第１電極に影響を与えないために、すなわち、クロス・トーク（Ｃｒｏｓｓ ｔａｌｋ）のような問題点を発生しないためである。従来の有機電界発光素子は第１電極がデータライン及び電源供給ラインのような金属配線と一定な距離を維持しながら形成しなければならないので、開口率が減る短所がある。

したがって、本発明はのような従来技術の諸般短所と問題点を解決するためのことであって、有機電界発光素子の単位画素領域上のデータラインまたはデータライン及び電源供給ラインを、絶縁膜をエッチングして形成したトレンチ上に形成して画素電極である第１電極がクロス・トークのような不良発生しないように充分な間隔を維持するようにして、データラインまたはデータライン及び電源供給ラインがオーバーラップするように形成することができて単位画素領域の発光領域、即ち開口率が増加する有機電界発光素子及びその製造方法を提供することに本発明の目的がある。

本発明の目的は基板と、基板上に形成された複数個の単位画素領域と、それぞれの単位画素領域上に形成された複数個の薄膜トランジスタ、スキャンライン、データライン、絶縁膜、第１電極、少なくとも有機発光層を含む有機膜層及び第２電極と、を含み、データラインの所定領域は絶縁膜上に形成されたトレンチ内部に形成されて、第１電極の所定領域がデータラインの所定領域とオーバーラップするように形成される有機電界発光素子により達成される。

また、本発明の目的は基板と、基板上に形成された複数個の単位画素領域と、それぞれの単位画素領域上に形成された複数個の薄膜トランジスタ、スキャンライン、データライン、電源供給ライン、絶縁膜、第１電極、少なくとも有機発光層を含む有機膜層及び第２電極と、を含み、ｎ番目単位画素領域の電源供給ラインの所定領域またはｎ＋１番目単位画素領域のデータラインの所定領域のうちいずれか一つ以上は絶縁膜上に形成されたトレンチ内部に形成されて、第１電極の所定領域がデータラインの所定領域及び電源供給ラインの所定領域とオーバーラップするように形成される有機電界発光素子によっても達成される。

また、本発明の目的は基板を準備することと、基板上にバッファー層、第１半導体層、第２半導体層、ゲート絶縁膜、スキャンライン、第１ゲート電極、第２ゲート電極及びキャパシターの下部電極を形成することと、基板上に層間絶縁膜を形成することと、基板上に第１ソース／ドレイン電極コンタクトホール、及び第２ソース／ドレイン電極コンタクトホールを形成し、基板上の領域のうち、データラインが形成される所定領域にトレンチを形成することと、基板上に形成されたトレンチ内にデータラインを形成して、基板の所定領域にキャパシターの上部電極、第１ソース／ドレイン電極、第２ソース／ドレイン電極及び電源供給ラインを形成することと、基板上にパッシベーション膜及び平坦化膜を形成することと、平坦化膜及びパッシベーション膜の所定領域をエッチングして第２ソース／ドレイン電極の所定領域を露出させるビアホールを形成することと、基板上にビアホールを介して第２ソース／ドレイン電極とコンタクトし、データラインとオーバーラップする第１電極を形成することと、基板上に単位画素定義膜、少なくとも有機発光層を含む有機膜及び第２電極を形成することと、からなる有機電界発光素子製造方法によっても達成される。

また、本発明の目的は基板を準備することと、基板上にバッファー層、第１半導体層、第２半導体層、ゲート絶縁膜、スキャンライン、第１ゲート電極、第２ゲート電極及びキャパシターの下部電極を形成することと、基板上に層間絶縁膜を形成することと、基板上に第１ソース／ドレイン電極コンタクトホール、及び第２ソース／ドレイン電極コンタクトホールを形成し、基板上の領域のうち、データラインとデータラインに隣接する電源供給ラインとが形成される所定領域にトレンチを形成することと、基板上に形成されたトレンチ内にデータライン及びデータラインに隣接する電源供給ラインを形成して、基板の所定領域にキャパシターの上部電極、第１ソース／ドレイン電極及び第２ソース／ドレイン電極を形成することと、基板上にパッシベーション膜及び平坦化膜を形成することと、平坦化膜及びパッシベーション膜の所定領域をエッチングして第２ソース／ドレイン電極の所定領域を露出させるビアホールを形成することと、基板上にビアホールを介して第２ソース／ドレイン電極とコンタクトし、データラインと電源供給ラインとにオーバーラップする第１電極を形成することと、基板上に単位画素定義膜、少なくとも有機発光層を含む有機膜及び第２電極を形成することと、からなる有機電界発光素子製造方法によっても達成される。

また、本発明の目的は基板と、基板上に形成されたスキャンライン、データライン及び電源供給ラインにより定義される複数個の単位領域と、単位領域内に形成された複数個の薄膜トランジスタ及び複数個のキャパシターと、単位領域内の一つの薄膜トランジスタと連結された第１電極と、第１電極上に形成された少なくとも有機発光層を含む有機膜及び第２電極と、を含み、データライン及び電源供給ラインの所定領域は絶縁膜をエッチングして形成されたトレンチ内部に形成されていて、第１電極は一つの単位領域内に形成されたり、２個の単位領域にかけて形成されており、データライン及び電源供給ラインにオーバーラップする有機電界発光素子によっても達成される。

また、本発明の目的は基板を準備することと、基板上にバッファー層を形成することと、バッファー層上に半導体層及びゲート絶縁膜を形成することと、基板上にゲート電極、スキャンライン、キャパシターの下部電極及び層間絶縁膜を形成することと、層間絶縁膜、ゲート絶縁膜またはバッファー層のうちいずれか一つ以上をエッチングすることで、基板上にソース／ドレイン電極コンタクトホール及びトレンチを形成することと、基板上にソース／ドレイン電極、キャパシターの上部電極を形成し、トレンチ内に所定領域が形成されるようにデータライン及び電源供給ラインを形成することと、基板上にパッシベーション層及び平坦化層を形成することと、平坦化層及びパッシベーション層の所定領域をエッチングすることで、ソース／ドレイン電極の所定領域を露出させるビアホールを形成することと、基板上に第１電極形成物質を形成することと、第１電極形成物質をパターニングすることで、ビアホールにより露出したソース／ドレイン電極の所定領域と連結され、スキャンライン、データライン及び電源供給ラインにより定義される一つの単位領域または二つ以上の単位領域にかけて第１電極を形成することと、第１電極上に少なくとも有機発光層を含む有機膜及び第２電極を形成することと、からなる有機電界発光素子製造方法によっても達成される。

したがって、本発明の有機電界発光素子及びその製造方法は絶縁膜上にトレンチを形成して、トレンチ内部にデータラインまたはデータライン及び電源供給ラインを形成することによって、前面または背面発光構造で高開口率が可能であって、データラインまたはデータライン及び電源供給ラインの所定領域と第１電極との垂直的間隔が十分に確保されてクロス・トークのような問題点を解決することができるだけでなく特別な工程変化なくデルタタイプの構造が可能であるという効果がある。

本発明の目的と技術的構成及びそれによる作用効果に関する詳細な事項は本発明の望ましい実施形態を図示している図面を参照した以下詳細な説明によってさらに明確に理解される。

図２（Ａ）ないし図６（Ｂ）は本発明による有機電界発光素子の製造工程の平面図及び断面図である。

図２（Ａ）は基板上にバッファー層及び半導体層を形成する工程の平面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ'線の断面図である。図で見るようにガラスまたはプラスチックのような基板１０１上にバッファー層１０２を形成する。この時、バッファー層１０２は下部の基板で発生したガス等のような不純物が以後形成される素子に拡散または浸透できないように防止する役割をする。バッファー層１０２は１０００ないし６０００Åの厚さで形成する。

続いて、バッファー層１０２上に非晶質シリコーン層を化学的気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）または物理的気相蒸着法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）で形成した後、脱水素処理をする。

続いて、非晶質シリコーン層をＲＴＡ法（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）、ＳＰＣ法（Ｓｏｌｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）、ＥＬＡ法（Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｓｅｒ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）、ＭＩＣ法（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）、ＭＩＬＣ法（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｔｅｒａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）及びＳＬＳ法（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｌａｔｅｒａｌ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等のような結晶化法を利用して多結晶シリコーン層に結晶化した後、パターニングして半導体層１０３を形成する。

図３（Ａ）は基板上にゲート絶縁膜１０４、第１ゲート電極１０６、キャパシターの下部電極１０７及び第２ゲート電極１０８を形成する工程の平面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ'線の断面図である。図で見るように半導体層１０３が形成された基板上にシリコーン酸化膜またはシリコーン窒化膜の単層または複層でゲート絶縁膜１０４を形成して、基板全面に金属物質を蒸着する。この時、ゲート絶縁膜１０４は５００ないし２０００Åの厚さで形成する。

続いて、金属物質をパターニングしてスキャンライン１０５、第１ゲート電極１０６、キャパシターの下部電極１０７及び第２ゲート電極１０８を形成する。

続いて、半導体層１０３にイオン注入工程で第１ソース／ドレイン領域及び第２ソース／ドレイン領域（図示せず）を形成する。

続いて、基板全面に層間絶縁膜１０９を形成する。この時、層間絶縁膜１０９は２０００ないし６０００Åの厚さで形成する。

図４（Ａ）は基板上にコンタクトホール１１０及びトレンチを形成する工程の平面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ−Ａ'線の断面図である。図で見るように基板上に形成された第１ソース／ドレイン領域、第２ソース／ドレイン領域及びキャパシターの下部電極１０７上の所定領域の層間絶縁膜１０９及びゲート絶縁膜１０４をエッチングしてそれぞれのコンタクトホール１１０を形成する。この時、ゲート絶縁膜１０４と層間絶縁膜１０９の厚さの合計は２０００ないし８０００Åであり、望ましくは４０００ないし６０００Åである。即ち、ゲート絶縁膜１０４及び層間絶縁膜１０９は、ゲート絶縁膜１０４としての役割、層間絶縁膜１０９としての役割、及び形成工程の容易性に応じた厚さで形成されることが望ましい。

コンタクトホール１１０を形成するためには層間絶縁膜１０９及びゲート絶縁膜１０４をコンタクトホール形成領域では完全に除去しなければならない。したがって、４０００ないし６０００Å分だけエッチングする工程条件よりさらに多くエッチングされる工程条件（すなわち、過度エッチング）を利用してコンタクトホール１１０を形成する。すなわち、コンタクトホール形成時層間絶縁膜１０９及びゲート絶縁膜１０４の総厚さがエッチングされるエッチング工程よりもっと多くエッチングされて６０００ないし８０００Åがエッチングされる程のエッチング工程でコンタクトホールエッチング工程を進行する。

この時、本願発明のトレンチも同時に形成される。即ち、トレンチは以後、データラインまたはデータライン及び電源供給ラインが形成される領域に形成される。特に、トレンチは、画素電極である第１電極と隣接（またはとなり）する領域、第１電極をさらに広く形成する場合には、第１電極にオーバーラップ（Ｏｖｅｒｌａｐ）する領域、及び、第１電極にオーバーラップする領域よりは大きい領域に形成される。

トレンチはコンタクトホール１１０を形成する時、同一なマスクを利用してデータライン領域にデータライン用トレンチ１１１と電源供給ライン領域に電源供給ライン用トレンチ１１２を形成する。この時、トレンチ１１１、１１２は以後工程で形成されるデータラインまたは電源供給ラインの所定領域が形成されることができる幅と長さを有するようにして、深さは以後形成される第１電極とクロス・トークのような問題点が発生しない程度の深さでエッチングされる。この時、コンタクトホールエッチング工程で決定される６０００ないし８０００Åの深さでトレンチ１１１、１１２が形成される。（この時、トレンチ１１１、１１２のエッチング深さは６０００ないし８０００Åの深さで限定しなくて、さらに深くエッチングすることができるが、これは層間絶縁膜１０９及びゲート絶縁膜１０４のような絶縁膜がエッチングされる速度と半導体層１０３及びキャパシターの下部電極１０７がエッチングされる速度とが明確に異なるためである。したがって、過度エッチング工程を進行しても構わないためトレンチ１１１、１１２の深さをさらに深く形成することができる。）
綜合すれば、従来工程ではソース／ドレイン領域及びキャパシターの下部電極１０７上にコンタクトホール１１０のみをエッチングしたが、本願発明でコンタクトホール１１０を形成する工程でデータラインまたは電源供給ライン領域にトレンチ１１１、１１２も同時に形成することができる。即ち、従来工程であるコンタクトホールエッチング工程を利用してトレンチ１１１、１１２を形成することができる。この時、トレンチ１１１、１１２はマスクの形状またはコンタクトホールエッチング工程を調節することで、希望する幅、長さまたは深さで形成することができる。図に示したトレンチ１１１、１１２は最小限の大きさのみを図示したが、必要によってはさらに長く、さらに広く形成することができる。

図５（Ａ）は基板上に第１ソース／ドレイン電極、第２ソース／ドレイン電極、キャパシターの上部電極、データライン及び電源供給ラインを形成する工程の平面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＡ−Ａ'線の断面図である。図で見るようにコンタクトホール１１０及びトレンチ１１１、１１２が形成された部分に金属物質を形成した後、金属物質をパターニングして第１ソース／ドレイン電極１１３ａ、第２ソース／ドレイン電極１１３ｂ、キャパシターの上部電極１１４、データライン１１５及び電源供給ライン１１６を形成する。

この時、第１ソース／ドレイン電極を形成することによって第１薄膜トランジスタが完成し、第１薄膜トランジスタはスイッチング（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）薄膜トランジスタとして利用され、第２ソース／ドレイン電極を形成することによって第２薄膜トランジスタが完成し、第２薄膜トランジスタは駆動（Ｄｒｉｖｉｎｇ）薄膜トランジスタとして利用される。

この時、金属物質は基板上に４０００ないし６０００Åの厚さで形成されるので、データライン１１５及び電源供給ライン１１６の厚さも４０００ないし６０００Åの厚さで形成されるのでデータライン１１５及び電源供給ライン１１６の所定領域はトレンチ１１１、１１２内部に形成されるようになる。

図６（Ａ）は基板上にパッシベーション層、平坦化層、第１電極、有機膜層及び第２電極を形成する工程の平面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＡ−Ａ'線の断面図である。図で見るように基板全面にパッシベーション層１１７及び平坦化層１１８を次々と形成する。この時、パッシベーション層１１７は下部の素子を保護して、水素化工程を進行することができるようにシリコーン酸化膜またはシリコーン窒化膜の単層または複層で形成して、平坦化層１１８は有機物または無機物で形成して下部の段差を除去して平坦化層１１８の表面が平たく形成されるようにする。

続いて、第２薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極である第２ソース／ドレイン電極領域上の平坦化層１１８及びパッシベーション層１１７をエッチングして第２ソース／ドレイン電極１１３ｂを露出させるビアホール１１９を形成する。

続いて、基板全面に第１電極形成物質を形成した後、パターニングして第１電極１２０を形成する。この時、第１電極は図６（Ａ）で示されるように、データライン１１５及び電源供給ライン１１６とオーバーラップするように形成する。これは図４（Ａ）ないし図５（Ｂ）で説明したようにトレンチ１１１、１１２内にデータライン１１５及び電源供給ライン１１６が形成されることによって、データライン１１５または電源供給ライン１１６の表面で第１電極の下部表面との間隔１２１が少なくとも２μｍ以上、望ましくは２．３μｍ以上に形成される。即ち、第１電極とデータライン１１５または電源供給ライン１１６との間のクロス・トークが発生しない最小限の距離以上を確保することによって、第１電極がデータライン１１５及び電源供給ライン１１６とオーバーラップすることができる。

従来には第１電極とデータライン１１５または電源供給ライン１１６がオーバーラップすることができなかったが、これはクロス・トークを発生させない程度の間隔で形成することができなかったためである。これはパッシベーション層１１７及び平坦化層１１８の総厚さを２．３μｍ以上形成することは構造または工程上に難しさが多いからである。特に、平坦化層１１８を有機物で形成する場合、接着力のような特性により１．５μｍ以上の厚さで形成することは構造または工程上難しさが多くなる。

この時、データライン１１５または電源供給ライン１１６の表面から第１電極の下部表面までの間隔は、パッシベーション層１１７と平坦化層１１８が厚さが同一であると仮定すれば、トレンチ１１１、１１２の深さが深いほどさらに大きくなるようになる。但しこの間隔は一定値以上は大きくなるのが難しくなる。これはトレンチ１１１、１１２が層間絶縁膜１０９、ゲート絶縁膜１０４及びバッファー層１０２をエッチングして形成されるからである。例えば、バッファー層１０２の厚さが４０００Åであって、ゲート絶縁膜１０４の厚さが１０００Åであって、層間絶縁膜１０９の厚さが４０００Åであって、パッシベーション層１１７の厚さが６０００Åであって、平坦化層１１８の厚さが１５０００Åであって、データライン１１５または電源供給ライン１１６の厚さが５０００Åであって、トレンチ１１１、１１２の深さが７０００Å（コンタクトホールエッチング深さと同一）である場合、第１電極とデータライン１１５または電源供給ライン１１６間の間隔は２．３μｍになる。またトレンチ１１１、１１２の深さを最大にすれば（すなわち、バッファー層１０２、ゲート絶縁膜１０４及び層間絶縁膜１０９をすべてエッチングすれば）、トレンチ１１１、１１２の深さは９０００Åであって、間隔は２．５μｍになる。

したがって、本願発明により形成された第１電極と従来技術による第１電極（図１（Ａ）の符号１８）と比較して見れば本願発明の第１電極の面積が従来技術による第１電極よりもっと広いということが分かる。すなわち、本願発明の第１電極は少なくともデータライン１１５及び電源供給ライン１１６と第１電極とがオーバーラップする面積分だけ、従来の第１電極よりも広い。

以後、第１電極上に少なくとも有機発光層を含む有機膜及び第２電極を形成して有機電界発光素子を完成する。

図７Ａないし図７Ｃは本願発明により形成された有機電界発光素子の実施形態を示す平面図である。

図７Ａは本願発明により形成された有機電界発光素子の実施形態を示す平面図である。図で見るように図２（Ａ）ないし図６（Ｂ）で説明したような工程で有機電界発光素子を形成する。即ち、データライン領域の所定領域にだけデータライン用トレンチ２０１を形成して、データラインをトレンチ内に形成されるようにすること以外の工程は図２（Ａ）ないし図６（Ｂ）で説明したような工程と同一である。

したがって、図７Ａの有機電界発光素子はデータラインの所定領域でだけ第１電極がオーバーラップして、この領域だけ発光領域が増加するようになる。

図７Ｂは本願発明により形成された有機電界発光素子の実施形態を示す平面図である。図で見るように図２（Ａ）ないし図６（Ｂ）で説明したような工程で有機電界発光素子を形成する。１番目単位画素領域３０１に形成されている１番目データライン３０２の所定領域にはデータライン用トレンチ３０３のみを形成して、１番目単位画素領域の１番目電源供給ライン３０５の所定領域には２番目単位画素領域３０４の２番目データライン３０４ａの所定領域を同時に含むデータライン及び電源供給ライン用トレンチ３０６が形成されて、最終単位画素領域３０７の最終電源供給ライン３０８の所定領域は電源供給ライン用トレンチ３０９に形成される。

したがって、１番目単位画素領域ではデータライン用トレンチとデータライン及び電源供給ライン用トレンチが形成されて、ｎ番目単位画素領域の電源供給ライン及びｎ＋１番目単位画素領域のデータラインの所定領域にはデータライン及び電源供給ライン用トレンチが形成されて、最終単位画素領域ではデータライン及び電源供給ライン用トレンチ及び電源供給ライン用トレンチが形成されている。（この時、ｎは１より大きい整数である。）そして、第１電極は一つの単位画素領域でデータライン及び電源供給ラインの所定領域にオーバーラップして形成されるので、従来技術による第１電極より少なくとも、データラインが第１電極とオーバーラップする領域と電源供給ラインが第１電極とオーバーラップする領域との合計分だけ広く形成することができて高開口率を有する有機電界発光素子を得ることができる。

図７Ｃは本願発明により形成された有機電界発光素子の実施形態を示す平面図である。図で見るように図２（Ａ）ないし図６（Ｂ）で説明したような工程で有機電界発光素子を形成するが、第１電極形成物質を蒸着した後、パターニングする時、図７Ｃで見るように特定の行３１１、すなわち、奇数番目行または偶数番目行の第１電極を隣接する他の単位領域にかけて形成する。図７Ｃで見るようにｎ番目単位領域３１２の駆動薄膜トランジスタと連結された第１電極３１３ｂをｎ＋１番目単位領域３１４の所定領域にかけて形成されるようにパターニングして形成する。そして次の行では図７Ａ及び図７Ｂで説明したように一つの単位領域に一つの第１電極をパターニングして形成する。

したがって、図７Ｃで見るように第１電極３１３ａ、３１３ｂ及び３１３ｃが特定の行３１１で隣接する二単位領域（この時、単位領域は必ず単位画素と領域が一致しない。）にかけて形成されていて、その次の行では一つの単位領域に一つの第１電極が形成されているのを見ることができる。この時、第１電極（第１電極上には少なくとも有機発光層を含む有機膜及び第２電極が形成されている）のうち隣接する３個の第１電極を一つの画素、すなわち、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）で構成された画素で定義する。

この時、画素はストライプタイプとデルタタイプで形成することができるが、ストライプタイプは第１電極のうち図面符号が３１３ａ、３１３ｂ及び３１３ｃである第１電極を一つの画素で定義するタイプであって、デルタタイプは第１電極のうち図面符号が３１３ａ、３１３ｂ及び３１３ｄまたは３１３ｂ、３１３ｃ及び３１３ｅである第１電極を一つの画素で定義したり、図面符号が３１３ｂ、３１３ｄ及び３１３ｅである第１電極を一つの画素で定義するタイプである。すなわち、デルタタイプは赤色、緑色及び青色の単位画素が凸字型であるか引っ繰り返った凸字型で配置されるタイプである。

したがって、図７Ｃの実施形態はデータライン及び電源供給ラインの所定領域にトレンチを形成した後、トレンチ上にデータライン及び電源供給ラインを形成する簡単な工程で高開口率を得ることができるだけでなく、デルタタイプの有機電界発光素子を容易に形成することができる。

本発明は以上でよく見たように望ましい実施形態を挙げて図示して説明したが、実施形態に限られなくて本発明の精神を外れない範囲内で該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により多様な変更と修正が可能である。

従来の有機電界発光素子の平面図及び断面図。 本発明による有機電界発光素子の製造工程の平面図及び断面図。 本発明による有機電界発光素子の製造工程の平面図及び断面図。 本発明による有機電界発光素子の製造工程の平面図及び断面図。 本発明による有機電界発光素子の製造工程の平面図及び断面図。 本発明による有機電界発光素子の製造工程の平面図及び断面図。 本願発明により形成された有機電界発光素子の実施形態を示す平面図。 本願発明により形成された有機電界発光素子の実施形態を示す平面図。 本願発明により形成された有機電界発光素子の実施形態を示す平面図。

符号の説明

１１１、２０１：データライン用トレンチ
１１２、３０９：電源供給ライン用トレンチ
１１５：データライン
１１６：電源供給ライン
１２０：第１電極
３０６：データライン及び電源供給ライン用トレンチ

Claims (28)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された複数個の単位画素領域と、
   前記それぞれの単位画素領域上に形成された複数個の薄膜トランジスタ、スキャンライン、データライン、絶縁膜、第１電極、少なくとも有機発光層を含む有機膜層及び第２電極と、を含み、
   前記データラインの所定領域は前記絶縁膜上に形成されたトレンチ内部に形成されて、前記第１電極の所定領域が前記データラインの所定領域とオーバーラップするように形成される有機電界発光素子。
2. 前記基板上の所定領域に形成されたキャパシター及び電源供給ラインをさらに含む請求項１に記載の有機電界発光素子。
3. 前記スキャンライン、データライン及びキャパシターの下部電極は前記薄膜トランジスタのうちいずれか一つと電気的に連結されて、前記キャパシターの上部電極、電源供給ライン及び第１電極は前記薄膜トランジスタのうち他のいずれか一つと電気的に連結されて、前記キャパシターの上部電極は電源供給ラインと電気的に連結されている請求項１または２に記載の有機電界発光素子。
4. 基板と、
   前記基板上に形成された複数個の単位画素領域と、
   前記それぞれの単位画素領域上に形成された複数個の薄膜トランジスタ、スキャンライン、データライン、電源供給ライン、絶縁膜、第１電極、少なくとも有機発光層を含む有機膜層及び第２電極と、を含み、
   前記ｎ番目単位画素領域の電源供給ラインの所定領域またはｎ＋１番目単位画素領域のデータラインの所定領域のうちいずれか一つ以上は前記絶縁膜上に形成されたトレンチ内部に形成されて、前記第１電極の所定領域が前記データラインの所定領域及び電源供給ラインの所定領域とオーバーラップするように形成される有機電界発光素子。
5. 前記単位画素領域の所定領域に形成されたキャパシターをさらに含む請求項４に記載の有機電界発光素子。
6. 前記スキャンライン、データライン及びキャパシターの下部電極は前記薄膜トランジスタのうちいずれか一つと電気的に連結されて、前記キャパシターの上部電極、電源供給ライン及び第１電極は前記薄膜トランジスタのうち他のいずれか一つと電気的に連結されて、前記キャパシターの上部電極は電源供給ラインと電気的に連結されている請求項４または５に記載の有機電界発光素子。
7. 前記第１電極下部に平坦化層及びパッシベーション層をさらに含む請求項１または４に記載の有機電界発光素子。
8. 前記平坦化層及びパッシベーション層の厚さ合計は２．３μｍ未満である請求項７に記載の有機電界発光素子。
9. 前記データラインと前記第１電極との間の距離が２．３μｍ以上である請求項１または４に記載の有機電界発光素子。
10. 前記トレンチは前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極用コンタクトホールを形成する時同時に形成される請求項１または４に記載の有機電界発光素子。
11. 前記絶縁膜は層間絶縁膜、ゲート絶縁膜またはバッファー層のうちいずれか一つ以上である請求項１または４に記載の有機電界発光素子。
12. 前記層間絶縁膜の厚さは２０００ないし６０００Åであって、ゲート絶縁膜の厚さは５００ないし２０００Åであって、バッファー層の厚さは１０００ないし６０００Åである請求項１１に記載の有機電界発光素子。
13. 前記トレンチの深さは６０００ないし８０００Åである請求項１または４に記載の有機電界発光素子。
14. 前記トレンチは平坦化層とパッシベーション層との厚さの合計からデータラインまたは電源供給ラインの厚さを引いた値が２．３μｍ以上になる深さを有する請求項１または４に記載の有機電界発光素子。
15. 基板を準備することと、
    前記基板上にバッファー層、第１半導体層、第２半導体層、ゲート絶縁膜、スキャンライン、第１ゲート電極、第２ゲート電極及びキャパシターの下部電極を形成することと、
    前記基板上に層間絶縁膜を形成することと、
    前記基板上に第１ソース／ドレイン電極コンタクトホール、及び第２ソース／ドレイン電極コンタクトホールを形成し、前記基板上の領域のうち、データラインが形成される所定領域にトレンチを形成することと、
    前記基板上に形成されたトレンチ内にデータラインを形成して、前記基板の所定領域にキャパシターの上部電極、第１ソース／ドレイン電極、第２ソース／ドレイン電極及び電源供給ラインを形成することと、
    前記基板上にパッシベーション膜及び平坦化膜を形成することと、
    前記平坦化膜及びパッシベーション膜の所定領域をエッチングして第２ソース／ドレイン電極の所定領域を露出させるビアホールを形成することと、
    前記基板上に前記ビアホールを介して前記第２ソース／ドレイン電極とコンタクトし、前記データラインとオーバーラップする第１電極を形成することと、
    前記基板上に単位画素定義膜、少なくとも有機発光層を含む有機膜及び第２電極を形成することと、からなる有機電界発光素子製造方法。
16. 基板を準備することと、
    前記基板上にバッファー層、第１半導体層、第２半導体層、ゲート絶縁膜、スキャンライン、第１ゲート電極、第２ゲート電極及びキャパシターの下部電極を形成することと、
    前記基板上に層間絶縁膜を形成することと、
    前記基板上に第１ソース／ドレイン電極コンタクトホール、及び第２ソース／ドレイン電極コンタクトホールを形成し、前記基板上の領域のうち、データラインと前記データラインに隣接する電源供給ラインとが形成される所定領域にトレンチを形成することと、
    前記基板上に形成されたトレンチ内にデータライン及び前記データラインに隣接する電源供給ラインを形成して、前記基板の所定領域にキャパシターの上部電極、第１ソース／ドレイン電極及び第２ソース／ドレイン電極を形成することと、
    前記基板上にパッシベーション膜及び平坦化膜を形成することと、
    前記平坦化膜及びパッシベーション膜の所定領域をエッチングして第２ソース／ドレイン電極の所定領域を露出させるビアホールを形成することと、
    前記基板上に前記ビアホールを介して前記第２ソース／ドレイン電極とコンタクトし、前記データラインと電源供給ラインとにオーバーラップする第１電極を形成することと、
    前記基板上に単位画素定義膜、少なくとも有機発光層を含む有機膜及び第２電極を形成することと、からなる有機電界発光素子製造方法。
17. 基板と、
    前記基板上に形成されたスキャンライン、データライン及び電源供給ラインにより定義される複数個の単位領域と、
    前記単位領域内に形成された複数個の薄膜トランジスタ及び複数個のキャパシターと、
    前記単位領域内の一つの薄膜トランジスタと連結された第１電極と、
    前記第１電極上に形成された少なくとも有機発光層を含む有機膜及び第２電極と、を含み、
    前記データライン及び電源供給ラインの所定領域は絶縁膜をエッチングして形成されたトレンチ内部に形成されていて、
    前記第１電極は一つの単位領域内に形成されたり、２個の単位領域にかけて形成されており、前記データライン及び電源供給ラインにオーバーラップする有機電界発光素子。
18. 前記データライン及び電源供給ラインの所定領域は前記第１電極とオーバーラップするデータラインと電源供給ラインの領域よりは大きい領域である請求項１７に記載の有機電界発光素子。
19. 前記第１電極は赤色、緑色及び青色の単位画素のうちいずれか一つの画素電極である請求項１７に記載の有機電界発光素子。
20. 前記絶縁膜は層間絶縁膜、ゲート絶縁膜またはバッファー層のうちいずれか一つ以上である請求項１７に記載の有機電界発光素子。
21. 前記層間絶縁膜の厚さは２０００ないし６０００Åであって、ゲート絶縁膜の厚さは５００ないし２０００Åであって、バッファー層の厚さは１０００ないし６０００Åである請求項２０に記載の有機電界発光素子。
22. 前記第１電極下部に平坦化層及びパッシベーション層をさらに含む請求項１７に記載の有機電界発光素子。
23. 前記平坦化層及びパッシベーション層の厚さ合計は２．３μｍ未満である請求項２２に記載の有機電界発光素子。
24. 前記データラインと前記第１電極との間の距離が２．３μｍ以上である請求項１７に記載の有機電界発光素子。
25. 前記トレンチは前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極用コンタクトホールを形成する時同時に形成される請求項１７に記載の有機電界発光素子。
26. 前記トレンチの深さは６０００ないし８０００Åである請求項１７に記載の有機電界発光素子。
27. 前記トレンチは平坦化層とパッシベーション層との厚さの合計からデータラインまたは電源供給ラインの厚さを引いた値が２．３μｍ以上になる深さを有する請求項１７に記載の有機電界発光素子。
28. 基板を準備することと、
    前記基板上にバッファー層を形成することと、
    前記バッファー層上に半導体層及びゲート絶縁膜を形成することと、
    前記基板上にゲート電極、スキャンライン、キャパシターの下部電極及び層間絶縁膜を形成することと、
    前記層間絶縁膜、ゲート絶縁膜またはバッファー層のうちいずれか一つ以上をエッチングすることで、前記基板上にソース／ドレイン電極コンタクトホール及びトレンチを形成することと、
    前記基板上にソース／ドレイン電極、キャパシターの上部電極を形成し、前記トレンチ内に所定領域が形成されるようにデータライン及び電源供給ラインを形成することと、
    前記基板上にパッシベーション層及び平坦化層を形成することと、
    前記平坦化層及びパッシベーション層の所定領域をエッチングすることで、ソース／ドレイン電極の所定領域を露出させるビアホールを形成することと、
    前記基板上に第１電極形成物質を形成することと、
    前記第１電極形成物質をパターニングすることで、前記ビアホールにより露出したソース／ドレイン電極の所定領域と連結され、前記スキャンライン、データライン及び電源供給ラインにより定義される一つの単位領域または二つ以上の単位領域にかけて第１電極を形成することと、
    前記第１電極上に少なくとも有機発光層を含む有機膜及び第２電極を形成することと、からなる有機電界発光素子製造方法。

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