JP2006114910A - 有機電界発光素子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1基板にアレイ素子を形成し、第2基板に有機電界発光ダイオードを形成し、アレイ素子と有機電界発光ダイオードは導電性スペーサにより電気的に連結される。サブピクセルが隔壁により第1および第2領域に分離される。有機電界発光ダイオードは、第1および第2領域にわたってアノード電極が形成され、第1または第2領域のうちいずれか一つの領域のアノード電極上に、有機電界発光層とカソード電極が形成される。また、アレイ素子と有機電界発光ダイオードとを互いに異なる基板に形成することによって、製品の不良率を最小化して、製品収率を向上させる。さらに、アレイ素子で電荷移動度の高い多結晶シリコンを用いてLTPS薄膜トランジスタを形成し、アレイ素子を備えた基板の信頼性を確保し、大面積の開発を容易にする。
【選択図】図5
Description
図1は、一般のアクティブマトリックス型有機電界発光素子の基本ピクセル構造を示した図面である。
図1を参照すると、第1方向に走査線2が形成されており、前記第1方向と交差する第2方向に、互いに所定間隔離隔した信号線3および電力供給線4が形成されて、一つのサブピクセル領域を定義する。
図2を参照すると、第1、2基板10、30が互いに対向するように配置され、第1、2基板10、30のエッジ部はシールパターン40により封じられている。第1基板10の透明基板1の上部には、サブピクセル別に薄膜トランジスタTが形成されており、その薄膜トランジスタTに第1電極12が連結されている。薄膜トランジスタTおよび第1電極12の上部には赤、緑、青のカラーを有する発光物質を含む有機電界発光層14が形成され、有機電界発光層14の上部には第2電極16が形成されている。
前記シールパターン40により、第2電極16と第2基板30とは所定間隔離隔している。
第2基板30の内部面には、外部からの水分を吸収する吸湿剤(図示せず)および吸湿剤と第2基板30との接着のための半透性テープ(図示せず)が含まれる。
図3を参照すると、透明基板1上には、半導体想62、ゲート電極68、ソースおよびドレイン電極80、82が順番に形成され薄膜トランジスタ領域を定義し、ソースおよびドレイン電極80、82には、電源供給ライン(図示せず)で形成されたパワー電極72および有機電界発光ダイオードEがそれぞれ連結されている。
前記有機電界発光ダイオードE以外の薄膜トランジスタ領域および貯蔵キャパシタ領域に形成された素子らは、アレイ素子Aをなす。
このように、従来の有機電界発光素子は、アレイ素子Aと有機電界発光ダイオードEとが同一基板上に積層された構造からなることを特徴とした。
図4を参照すると、第1基板上にアレイ素子が形成される(st1)。前記第1基板は透明基板である。前記アレイ素子は、走査線と、走査線と交差して互いに所定間隔離隔した信号線と、電力供給線と、走査線と信号線との交差点に形成されたスイッチング薄膜トランジスタと、前記スイッチング薄膜トランジスタに連結された駆動薄膜トランジスタとを含む。
また、下部発光方式は、カプセル化による安定性および工程における自由度が高い反面、開口率の制限があって、高解像度製品に適用しがたい問題点があった。
さらに、上部発光方式は、薄膜トランジスタの設計が容易で、開口率が向上できるので、製品の寿命の側面では有利であるが、従来の上部発光方式構造では有機電界発光層の上部に通常的に陰極が位置することによって、材料の選択幅が狭いので、透過度が制限され発光効率が低下する。そして、光透過度の低下を最小化するために薄膜型保護膜を構成する場合、外気を十分に遮断できない問題点があった。
図5は、本発明の第1の実施の形態に係るデュアルパネルタイプの有機電界発光素子の一サブピクセルを示す断面図である。説明の便宜上、一つのサブピクセルを中心に図示して説明する。
前記隔壁134上に第2電極138パターンが残ることもありうる。
図示してはいないが、前記アレイ素子120は走査線と、走査線と交差して互いに所定間隔離隔する信号線および電力供給線と、走査線と信号線との交差点に位置するスイッチング薄膜トランジスタと、貯蔵キャパシタとをさらに含む。
図6Aに図示されたように、本発明に係るデュアルパネルタイプの有機電界発光素子において、有機電界発光ダイオードEが形成される第2基板130は、透明基板101上にサブピクセル別に第1電極132が形成されている。
前記第1電極132は透明な導電性電極からなり、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)の中でいずれか一つからなる。
このような逆先細の隔壁134により、前記第2電極138の形成時にサブピクセル別に分離され、前記カソード領域に第2電極138が形成される。
前記隔壁134は、サブピクセルの境界部およびカソード領域とアノード領域との境界部に形成され、サブピクセルを分離させ、前記カソード領域と前記アノード領域とを分離させる。
図7Aを参照すると、前記シャドーマスク160では、透過部160aと遮断部160bとが一つのサブピクセルを形成する。前記透過部160aは一つのサブピクセルごとに形成される。
したがって、前記シャドーマスク160を用いて、サブピクセルのカソード領域に有機電界発光層136を形成するときには、前記シャドーマスク160を一方向にシフトしながら形成する必要がある。
前記シャドーマスク160において、前記透過部160aは前記サブピクセルでカソード領域に対応し、前記遮断部160bはアノード領域に対応する。
具体的に、前記有機電界発光層136は、第1キャリア伝達層136a、発光層136b、第2キャリア伝達層136cが順次積層された構造からなる。前記第1、2キャリア伝達層136a、136cは、発光層136bに電子または正孔を注入および輸送する。
前記有機電界発光層136は、前記透過部160aと遮断部160bを有するシャドーマスク160により、前記カソード領域にだけ形成される。
前記第2電極138は、前記逆先細の隔壁134上に蒸着され、前記隔壁134により分離され前記カソード領域の前記有機電界発光層136上に形成される。
前記第2電極138物質はアノード領域のスペーサ114上に蒸着され、前記第1電極132と電気的に連結される導電性スペーサ114を形成する。
このように、前記第2基板130はカソード領域とアノード領域に分離されており、前記アノード領域は前記導電性スペーサ114により、第1基板110のアレイ素子120と電気的に連結されている。
前記導電性スペーサ114を通じて印加された信号により、前記カソード領域には、前記有機電界発光層136を介して第1、2電極132、138の間に電界が形成される。
図8Aを参照すると、前記第1基板110は、透明基板100上に、前記透明基板100と半導体層108との間の緩衝作用をするバッファ層106が形成されている。前記バッファ層106上には、多結晶シリコンからなる半導体層108が形成されている。
このとき、前記第1基板110の連結電極128は、第2基板130の導電性スペーサ114と接触して、前記第2基板130のアノード電極である第1電極132と電気的に接続される。
一方、前記第1、2基板110、130間の空間は、不活性気体または絶縁性液体で埋めることができる。
図9に図示されたように、第2基板130の一サブピクセルに、カソード領域Cとアノード領域Aが水平構造で形成されている。前記アノード領域Aにおいて、第1電極132が導電性スペーサ114と電気的に連結されている。
前記カソード領域Cには、第1電極132、有機電界発光層136、第2電極138が順次積層されている。前記カソード領域Cとアノード領域Aとは、バンク133および隔壁134により分離される。
したがって、前記第1電極132は、前記隔壁134の下部を通じて前記カソード領域Cとアノード領域Aとにわたって一体に形成されることができる。
前記薄膜トランジスタにおいて、透明基板200上にゲート電極213が形成され、前記ゲート電極213上にはゲート絶縁膜222が形成される。前記ゲート電極213が位置する前記ゲート絶縁膜222上には、非晶質シリコン(a−si)からなるアクティブ層208が形成され、前記アクティブ層208上の両側には、不純物が注入された非晶質シリコンからなるオーミックコンタクト層207が形成される。前記オーミックコンタクト層207と接触して、互いに所定間隔離隔するソースおよびドレイン電極211、212が形成される。前記ソースおよびドレイン電極211、22上には、ドレイン電極212の一部を露出させるドレインコンタクトホール227を含む保護層224が形成されている。前記保護層224上には、前記ドレインコンタクトホール227を通じて前記ドレイン電極212と接触する連結電極228が形成されている。前記連結電極228は、導電性スペーサ214と接触して、前記第2基板230のアノード電極である第1電極232と電気的に接続される。
そして、図示してはいないが、前記アレイ素子220は、走査線と、走査線と交差して互いに所定間隔離隔する信号線および電力供給線と、走査線と信号線との交差点に位置するスイッチング薄膜トランジスタと、貯蔵キャパシタとをさらに含む。
110:第1基板 130:第2基板
114:スペーサ 132:第1電極
138:第2電極 136:有機電界発光層
E:有機電界発光ダイオード T:薄膜トランジスタ
Claims (42)
- 所定間隔離隔して配置された第1、2基板と、
前記第1基板上にサブピクセルに対応するスイッチング薄膜トランジスタを有するアレイ素子と、
前記第2基板上に前記サブピクセルに対応して形成された第1電極と、
前記第1電極上で前記サブピクセルを第1領域と第2領域とに分離した隔壁と、
前記第1領域の第1電極上に形成された有機電界発光層および第2電極と、
前記第2領域の第1電極と前記アレイ素子とを電気的に連結する導電性スペーサと
を含むことを特徴とする有機電界発光素子。 - 前記第1基板および第2基板のエッジ部を封じるシールパターンをさらに含む
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。 - 前記スイッチング薄膜トランジスタは、
前記第1基板上に形成されたバッファ層と、
前記バッファ層上に形成された多結晶シリコンからなる半導体層と、
前記半導体層上に形成されたゲート絶縁膜およびゲート電極と、
前記ゲート電極上に形成された第1保護層と、
前記ゲート絶縁膜と第1保護層とを貫通して前記半導体層上に形成されたソースおよびドレイン電極と
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。 - 前記ソースおよびドレイン電極上に形成された第2保護層と、
前記第2保護層を貫通して前記ドレイン電極と連結される連結電極と
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。 - 前記スイッチング薄膜トランジスタは、
前記第1基板上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された非晶質シリコンからなる半導体層と、
前記半導体層上に互いに離隔して形成されたソースおよびドレイン電極と
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。 - 前記ソースおよびドレイン電極上に形成された保護層と、
前記保護層を貫通して前記ドレイン電極と連結される連結電極と
をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の有機電界発光素子。 - 前記導電性スペーサは、有機または無機物質と、その表面上に形成された導電性物質とを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。 - 前記第1、2電極は透明な導電性電極物質からなる
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、2電極のうち一つは透明な導電性電極物質からなり、ほかの電極は不透明導電性電極物質からなる
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。 - 前記導電性スペーサは、前記スイッチング薄膜トランジスタのドレイン電極と前記第1電極間に接触され連結される
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。 - 前記導電性スペーサは、前記第1基板または第2基板のうちいずれか一つの基板上に形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。 - 前記隔壁は逆先細のパターンである
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。 - 前記有機電界発光層および前記第2電極は、予め設定された距離で前記隔壁から分離される
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。 - 前記有機電界発光層のエッジと接触する絶縁バンクをさらに含み、前記隔壁は前記有機電界発光層と接触しないように、前記絶縁バンク上に配置された
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。 - 前記隣接するサブピクセルの前記第1電極上に形成され、分離された絶縁バンクをさらに含む
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。 - 前記導電性スペーサは前記第1電極上に形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。 - 所定間隔離隔して配置された第1、2基板と、
前記第1基板上に第1領域と第2領域とに分離されたサブピクセルに対応するスイッチング薄膜トランジスタを有するアレイ素子と、
前記第2基板上にサブピクセルに対応して形成された有機電界発光ダイオードと、
前記アレイ素子と前記有機電界発光ダイオードとを電気的に連結する導電性スペーサと
を含むことを特徴とする有機電界発光素子。 - 前記サブピクセルを第1および第2領域とに分離するために、前記第1基板上に形成された隔壁をさらに含む
ことを特徴とする請求項17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1および第2領域にわたって前記第1基板上に形成された第1電極と、
前記第1または第2領域のうちいずれか一つの領域の第1電極上に形成された有機電界発光層と、
前記有機電界発光層上に形成された第2電極と
を含むことを特徴とする請求項17に記載の有機電界発光素子。 - 前記導電性スペーサは、前記アレイ素子の電極と前記有機電界発光ダイオードの電極間を電気的に連結する
ことを特徴とする請求項17に記載の有機電界発光素子。 - 前記導電性スペーサは、前記第1または第2領域のうちいずれか一つの領域に位置する
ことを特徴とする請求項20に記載の有機電界発光素子。 - 前記導電性スペーサは、前記導電性スペーサの表面上に形成された有機または無機絶縁物質および導電物質を含み、前記絶縁物質は有機電界発光ダイオードの電極と接触する
ことを特徴とする請求項20に記載の有機電界発光素子。 - 前記有機電界発光層のエッジと接触する絶縁バンクをさらに含む
ことを特徴とする請求項19に記載の有機電界発光素子。 - 隣接するサブピクセルの前記第1電極上に形成され分離された絶縁バンクをさらに含む
ことを特徴とする請求項17に記載の有機電界発光素子。 - 前記導電性スペーサは前記第1電極上に形成される
ことを特徴とする請求項17に記載の有機電界発光素子。 - 所定間隔離隔した第1、2基板を備える段階と、
前記第1基板上に第1および第2領域に分離されたサブピクセルに対応するスイッチング薄膜トランジスタを有するアレイ素子を形成する段階と、
前記第2基板上に前記サブピクセル対応するように第1電極を形成する段階と、
前記第1電極上に前記第1および第2領域を分離するための隔壁を形成する段階と、
前記第1または第2領域のうちいずれか一つの領域の前記第1電極上に有機電界発光層を形成する段階と、
前記有機電界発光層上に第2電極を形成する段階と、
前記第1基板のアレイ素子と前記第2基板の第1電極とを電気的に連結する段階と、
前記第1、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の製造方法。 - 前記アレイ素子を形成する段階は、
前記第1基板上にバッファ層を形成する段階と、
前記バッファ層上に多結晶シリコンからなる半導体層を形成する段階と、
前記半導体層上にゲート絶縁膜およびゲート電極を形成する段階と、
前記ゲート電極上に第1保護層を形成する段階と、
前記ゲート絶縁膜と第1保護層を形成する段階と、
前記ゲート絶縁膜と第1保護層とを貫通して、前記半導体層上にソースおよびドレイン電極を形成する段階と
を含むことを特徴とする請求項26に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記ドレイン電極上に第2保護層を形成する段階と、
前記第2保護層を貫通して前記ドレイン電極と連結される連結電極パターンを形成する段階と
をさらに含むことを特徴とする請求項27に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記アレイ素子を形成する段階は、
前記第1基板上にゲート電極およびゲート絶縁膜を形成する段階と、
前記ゲート絶縁膜上に非晶質シリコンからなる半導体層を形成する段階と、
前記半導体層上に互いに離隔したソースおよびドレイン電極を形成する段階と
を含むことを特徴とする請求項26に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記ソースおよびドレイン電極上に保護層を形成する段階と、
前記保護層を貫通して前記ドレイン電極と連結される連結電極パターンを形成する段階と
をさらに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。 - 前記第2電極を形成する段階の以前に、
前記第1または第2領域のうちいずれか一つの領域の前記第1電極上に、有機または無機物質からなるスペーサを形成する段階をさらに含む
ことを特徴とする請求項26に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記スペーサ上に導電性物質を塗布する段階をさらに含む
ことを特徴とする請求項30に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記スペーサ上の前記絶縁物質は、前記有機電界発光層をカーバしない
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。 - 前記第2電極を形成する段階の以後に、
前記第2電極上に導電性物質からなる導電性スペーサを形成する段階をさらに含む
ことを特徴とする請求項26に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記有機電界発光層を形成する段階は、
前記第2基板の第1電極上に、透過部と遮断部とを有するマスクを配置する段階と、
前記マスクの透過部を通じて、前記第2基板の前記第1領域上に有機電界発光物質を蒸着する段階と
をさらに含むことを特徴とする請求項26に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記第2基板の前記第1領域上に前記有機電界発光物質を蒸着してから、前記マスクをシフトする段階と、
前記マスクの前記透過部を通じて、前記第2基板の第2領域上に、前記有機電界発光物質を蒸着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。 - 前記第2基板上に、前記有機電界発光物質を蒸着する前に絶縁バンクを形成する段階と、
前記有機電界発光物質が前記バンクのエッジと接触するように、前記有機電界発光物質を蒸着する段階と
をさらに含むことを特徴とする請求項36に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記隔壁が前記有機電界発光物質と接触しないように、前記バンク上に前記隔壁を形成する段階をさらに含む
ことを特徴とする請求項37に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記第1、2電極のうち一つの電極は透明な導電性電極物質からなり、前記第1、2電極のうちほかの電極は不透明導電性電極物質からなる
ことを特徴とする請求項26に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記隔壁を形成する段階の以前に、絶縁バンクを形成する段階をさらに含む
ことを特徴とする請求項26に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 隣接するサブピクセルの前記第1電極を分離するように、前記隔壁または前記バンクのうち少なくとも一つを形成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。 - 前記有機電界発光物質を形成する前に、前記隔壁を形成する段階をさらに含む
ことを特徴とする請求項26に記載の有機電界発光素子の製造方法。
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