JP2006185915A - 有機電界発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アノード電極層間の空間を減少させることより、高解像度を達成できる有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】有機電界発光素子は、アノード電極層10,20、該アノード電極層等と交差するように配置されたカソード電極層、１つのカソード電極層と２つのアノード電極層が交差する各交差部に形成された有機物層3、及び第１交差部の第１アノード電極層10とそれに隣接した第２交差部の第２アノード電極層20に駆動信号をそれぞれ供給する多層構造を含む。
【選択図】図４ｆ

Description

本発明は、アクティブマトリックス（ＡＭ）方式及びパッシブマトリックス（ＰＭ）方式の有機電界発光素子及びその製造方法に関し、特に、アノード電極の間の間隔を減少させて、高画質及び大型化の達成が可能な有機電界発光素子及びその製造方法に関するものである。

有機電界発光は、有機物（低分子または高分子）薄膜に陰極と陽極を通じて注入された電子と正孔が再結合して励起子を形成し、形成された励起子からのエネルギーによって特定波長の光が発生する現象である。このような現象を用いた有機電界発光素子の構造及び製造段階を説明すれば、次のとおりである。

図１は、有機電界発光素子の平面図、図２は、図１の線Ａ−Ａに沿って切欠した状態の断面図であり、有機電界発光素子の構成を示している。
有機電界発光素子は、透明基板１上に配列されたアノード電極層２、アノード電極層２上に形成された有機電界発光層３（以下、「有機ＥＬ層」という。）、有機ＥＬ層３上に形成されたカソード電極層４で構成される。

有機ＥＬ層３は、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層が積層されて構成され、各カソード電極層４（有機ＥＬ層を含む。）は隣接するカソード電極層と一定の間隔を維持する。ここで、基板１上に配列されたアノード電極層２は、アノード電極の機能を遂行し、各カソード電極層４は、カソード電極の機能を遂行する。

隣接する二つのカソード電極層４間に形成された空間には、カソード電極層４を分離するための隔壁５が形成され、前記隔壁５は、絶縁膜４ａを通じてアノード電極層２と分離される状態になる。一方、有機ＥＬ層形成工程及びカソード電極層形成工程の進行時、各隔壁５の上部にも有機ＥＬ物質及びカソード電極物質が形成されるが、前記隔壁の上部に形成された有機ＥＬ物質及びカソード電極物質は、素子の要素として機能を遂行しない。

以上のような構造を有する有機電界発光素子を製造する各段階を、図面を参照して簡単に説明すれば、次のとおりである。

まず、基板１上に多数のアノード電極層２を形成し、アノード電極層２の一部領域（発光領域）を除く基板表面の全体領域に絶縁膜４ａを形成する。
その後、アノード電極層２を横切る形で、多数の隔壁５を形成した後、隔壁５を含む全体構造の上部に、有機ＥＬ層３とカソード電極層４を順次に形成する。

図１に示された従来の有機電界発光素子において、アノード電極層２間には、所定の間隔が存在する。単位面積当たりの発光領域の数が増加する高画質素子において、このようなアノード電極層２間の間隔は、素子の規格を増加させる主要な原因となる。アノード電極層２間の間隔は予め決定されているので、アノード電極層２間に多数の要求空間を収納するために、多量の発光領域は、ディスプレイ装置のサイズを大きくする必要が生じる。これは、高解像度、即ち、単位面積当たり、さらに多量の発光領域が必要となるという目標に反するものである。

本発明の目的は、従来技術と関連した一つ以上の欠点を解消するものである。
また、本発明の目的は、パネルの大きさを増加させなくても、単位面積当たりの発光領域の数を増加できる構造を有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ある。

上記目的を達成するために、本発明に係る有機電界発光素子は、アノード電極層と、該アノード電極層の上部または下部に配置されるカソード電極層と、１つのカソード電極層が２つのアノード電極層の上部または下部に配置される部分に形成される有機物層と、２つのデータラインを含み、該第１データラインは、前記少なくとも２つのアノード電極層の第１アノード電極層に駆動信号を供給し、第２データラインは、前記２つのアノード電極層の第２アノード電極層に駆動信号を供給する多層構造と、を含み、前記第１,第２データラインは、前記多層構造の別の層に位置することを特徴としている。

また、本発明の他の構成によれば、請求項１の構成において、アノード電極層が、少なくとも２つの電極層を有し、また、データラインが、少なくとも２つのデータラインを含むことを特徴としている。

本発明の有機電界発光素子の製造方法は、アノード電極層を形成する段階、該アノード電極層上に有機物層を形成する段階、有機物層上にカソード電極層を形成し、カソード電極層のそれぞれは少なくとも２つのアノード電極層の上部に配置されるか、または下部に配置される段階、及び少なくとも２つのデータラインを含み、第１データラインは少なくとも２つのアノード電極層の第１アノード電極層に駆動信号を供給し、第２データラインは少なくとも２つのアノード電極層の第２アノード電極層に駆動信号を供給する多層構造を形成する段階を含み、前記第１,第２データラインは、多層構造の別の層に位置することを特徴としている。

更に、本発明の別の構成によれば、アノード電極層(10,20)と、該アノード電極層と交差するように配置された（例えば、上部に配置または下部に配置された）カソード電極層(4)と、１つのカソード電極層と２つのアノード電極層が交差する各交差部に形成された有機物層(3)、及び第１交差部の第１アノード電極層(10)とそれに隣接した第２交差部の第２アノード電極層(20)に駆動信号をそれぞれ供給する多層構造の配線部を含む。

好ましくは、前記配線部は、前記第１アノード電極層と連結された第１データライン、前記第１データライン上に形成された第１金属ライン、前記第１金属ラインと第２アノード電極層の一部上に形成された絶縁膜、前記絶縁膜上に形成され、第２アノード電極層に連結された第２データライン、及び前記第２データライン上に形成された第２金属ラインを含む。

本発明に係る有機電界発光素子の製造方法は、基板上に互いに平行するようにアノード電極層を形成する段階、前記アノード電極層上に有機物層を形成する段階、それぞれが２つのアノード電極層と交差する状態になるように前記有機物層上に複数のカソード電極層を形成する段階、及び第１交差部の第１アノード電極層及びそれに隣接した第２交差部の第２アノード電極層に独立的に駆動電流をそれぞれ供給する多層の配線部を形成する段階を含む。

好ましくは、前記各配線部形成段階は、前記第１アノード電極層に連結された第１データライン上に第１金属ラインを形成する段階、前記第１金属ライン、前記第２アノード電極層の一部及び前記２つのアノード電極層間の前記基板上に絶縁膜を形成する段階、前記第２アノード電極層に連結された第２データラインを前記絶縁膜上に形成する段階、及び前記第２データライン上に第２金属ラインを形成する段階を含む。

本発明に係る有機電界発光素子は、アノード電極層列とアノード電極層列と間の間隔を最小化することができる。また、素子の大きさを顕著に減少することができる。

本発明に係る有機電界発光素子は、２つのアノード電極層のそれぞれに独立に駆動電流データ電流を供給できる積層された金属ラインを、２つのアノード電極層列間の単一空間に積層状態で形成する。従って、アノード電極層列とアノード電極層列間の間隔を最小化することができる。また、素子の大きさを顕著に減少することができる。

以下、本発明に係る有機電界発光素子の好ましい実施形態を、添付した図面を参考にして詳細に説明する。

図３は、本発明に係る有機電界発光素子の部分平面図であり、便宜上、基板１００に形成された４個のアノード電極層列１０、２０、３０〜４０の一部のみを示した。アノード電極層には、ＩＴＯ層が好ましく、以下では、ＩＴＯ層を例に挙げて説明する。

上述したように、各ＩＴＯ層列１０、２０、３０及び４０は、２つのＩＴＯ層１１、１２及び２１、２２からなる。便宜上、２つのＩＴＯ層列１０及び２０に属するＩＴＯ層にのみ図面に参照符号を付する。各ＩＴＯ層１１、１２及び２１、２２は、離隔されている所定面積の発光領域１１Ａ、１２Ａ、２１Ａ、２２Ａ及び発光領域１１Ａ、１２Ａ、２１Ａ、２２Ａを連結する所定幅の連結領域１１Ｂ、１２Ｂ、２１Ｂ、２２Ｂからなる。

ＩＴＯ層列１０に属する２つのＩＴＯ層１１、１２は、所定間隔を隔てて形成される。また、一つのＩＴＯ層１１の各発光領域１１Ａは、対応するＩＴＯ層１２の連結領域１２Ｂに対応する。従って、ＩＴＯ層列１０は、一つのＩＴＯ層１１または１２の幅とほとんど類似する幅を有する。

一つのＩＴＯ層列２０に属する各ＩＴＯ層２１または２２の金属ラインは、隣接したＩＴＯ層列１０または３０に属する対応ＩＴＯ層１２または３１の金属ラインと同一領域に積層形態で形成される。

以下では、本発明に係る有機電界発光素子の製造方法に対する好ましい実施形態を、図３及び図４ａないし図４fを参照して詳細に説明する。

図３では、便宜上、基板上に形成された４個のＩＴＯ層列１０、２０、３０及び４０のみが相互間に離隔されて図示される。図４ａないし図４ｄに図示された段階を経て、２つのＩＴＯ層列間に配線部が形成される。次いで、有機物層とカソード電極層が順次形成される。カソード電極層は金属層が好ましく、以下では、金属層を例に挙げて説明する。

図４ａないし図４fは、本発明に係る有機電界発光素子の製造方法を段階的に示した断面図である。図４では、便宜上、隣接する２つのＩＴＯ層列１０及び２０に属する互いに対応するＩＴＯ層１２及び２１を例示して説明する。

上記で説明したように、基板１００にＩＴＯ層列１０及び２０が形成される（図３及び図４ａ）。
続いて、第１のＩＴＯ層列１０に属する第１のＩＴＯ層１２の第１金属ラインＭ１２と第２のＩＴＯ層列２０に属する第２のＩＴＯ層２１の第２金属ラインＭ２１を同一領域に形成する。以下では、前記金属ラインが形成された同一領域を「配線部」と定義する。

まず、第１金属ラインＭ１２は、第１のＩＴＯ層１２に連結された第１データライン１２Ｂに沿って、第１データライン１２Ｂ上に形成される（図４ｂ）。第１金属ラインＭ１２は、モリブデンが好ましい。好ましくは、第１金属ラインＭ１２の幅は、第１データライン１２Ｂの幅と同一である。

次いで、第１金属ラインＭ１２、第２のＩＴＯ層２１の一部、及び第１のＩＴＯ層１２と第２のＩＴＯ層２１と間の基板１００上に、絶縁膜５０を形成する（図４ｃ）。
続いて、絶縁膜５０上に第２データライン２１Ｂを形成する（図４ｄ）。そして、第２データライン２１Ｂは、第２のＩＴＯ層２１と連結される。

第２データライン２１Ｂを形成した後、第２データライン２１Ｂ上に第２金属ラインＭ２１を形成する（図４e）。好ましくは、第２金属ラインＭ２１の幅は、第１金属ラインＭ１２の幅と同一である。第２金属ラインＭ２１と第１金属ラインＭ１２は、基板１００の終端に形成されるバッド部と連結される。

第２金属ラインＭ２１を形成した後、全体構造上部に絶縁膜６０を形成する。図３の点線で表示した各ＩＴＯ層の発光領域には、絶縁膜６０が形成されない。
続いて、図３に示すように、絶縁膜上に金属電極層を分離するための隔壁をＩＴＯ層列１０、２０、３０及び４０を横切る形で形成する。以後、図４fに示されるように、全体構造上部に、有機物層３と金属層４（例えば、カソード電極層）を順次に形成する。従って、本発明に係る有機電界発光素子の製造方法が完了する。

上述された例示的な実施形態は、制限的というよりは、本発明のあらゆる観点から説明するように意図された。従って、本発明は、本技術分野の熟練者によって、本明細書に包含される説明から得られるたくさんの変形と詳細な実行が可能である。

例えば、アノード電極層２が基板１００上に位置し、カソード電極層がアノード電極層上に位置したものとして説明されているが、カソード電極層が基板上に、先に位置するようにする反対の順序も可能である。このような配列は、ここで使われた「上部または下部に配置」という記載によって表現される。

また、本発明は、一つのカソード電極層４が２つのアノード電極層２の上部または下部に配置されるように記載されているが、３個以上のアノード電極層２が一つのカソード電極層４と重なることができ、３個以上のデータライン及び金属ライン対が、図４ｄの多層構造形態で形成され得る。このような例では、追加的なデータライン［図４ｄのデータライン２１Ｂの鏡像]が、図４ｄを参照するとき、多層構造の左側に位置した第３アノード電極層２と電気的に連結されるように多層構造に追加されてもよい。

従って、本発明の請求範囲によって限定されるように、このような全ての変形と変更は、本発明の範囲及び技術的思想の範囲内にあるものと理解すべきである。

有機電界発光素子の平面図である。 図１の線Ａ−Ａに沿って切欠した状態の断面図である。 本発明に係る有機電界発光素子の一部平面図である。 図３の線Ｂ−Ｂに沿って切欠した状態の断面図であり、本発明に係る有機電界発光素子の製造過程の第１段階を示した断面図である。 図３の線Ｂ−Ｂに沿って切欠した状態の断面図であり、本発明に係る有機電界発光素子の製造過程の第２段階を示した断面図である。 図３の線Ｂ−Ｂに沿って切欠した状態の断面図であり、本発明に係る有機電界発光素子の製造過程の第３段階を示した断面図である。 図３の線Ｂ−Ｂに沿って切欠した状態の断面図であり、本発明に係る有機電界発光素子の製造過程の第４段階を示した断面図である。 図３の線Ｂ−Ｂに沿って切欠した状態の断面図であり、本発明に係る有機電界発光素子の製造過程の第５段階を示した断面図である。 図３の線Ｂ−Ｂに沿って切欠した状態の断面図であり、本発明に係る有機電界発光素子の製造過程の第６段階を示した断面図である。

符号の説明

１０，２０ ＩＴＯ層列
１２ 第１のＩＴＯ層
２１ 第２のＩＴＯ層
５０ 絶縁膜
１００ 基板
１２Ｂ 第１データライン
２１Ｂ 第２データライン
Ｍ１２ 第１金属ライン
Ｍ２１ 第２金属ライン

Claims (20)

1. アノード電極層と、
   該アノード電極層の上部または下部に配置されるカソード電極層と、
   １つのカソード電極層が２つのアノード電極層の上部または下部に配置される部分に形成される有機物層と、
   ２つのデータラインを含み、該第１データラインは、前記少なくとも２つのアノード電極層の第１アノード電極層に駆動信号を供給し、第２データラインは、前記２つのアノード電極層の第２アノード電極層に駆動信号を供給する多層構造と、を含み、
   前記第１,第２データラインは、前記多層構造の別の層に位置することを特徴とする有機電界発光素子。
2. 前記第１データラインは、前記多層構造の交差部で、前記第２データラインの上部または下部に配置す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。
3. 前記第１,第２アノード電極層は、前記有機電界発光素子上で相互間に隣接して位置す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。
4. 前記第１,第２アノード電極層間に絶縁層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。
5. 前記第１データラインの上部に配置される第１金属ラインをさらに含み、前記絶縁層は、前記第１金属ラインの上部に配置されることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光素子。
6. 前記第１データラインの幅は、前記第１金属ラインの幅と実質的に同一であ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。
7. 前記第２データラインは、前記絶縁層の上部に配置され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。
8. 前記絶縁層は、前記第２アノード電極層の上部に部分的に配置されることを特徴とする請求項５に有機電界発光素子。
9. 前記第２データラインは、前記絶縁層の上部に配置され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。
10. 前記第２データラインの上部に配置された第２金属ラインをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
11. 前記第２金属ラインの幅は、前記第１金属ラインの幅と実質的に同一であることを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光素子。
12. アノード電極層と、
    アノード電極層の上部または下部に配置されるカソード電極層と、
    １つのカソード電極層が少なくとも２つのアノード電極層の上部または下部に配置される部分に形成される有機物層と、
    少なくとも２つのデータラインを含み、第１データラインは、前記少なくとも２つのアノード電極層の第１アノード電極層に駆動信号を供給し、第２データラインは、前記少なくとも２つのアノード電極層の第２アノード電極層に駆動信号を供給する多層構造と、を含み、
    前記第１,第２データラインは、前記多層構造の別の層に位置することを特徴とする有機電界発光素子。
13. 前記第１,第２アノード電極層は、前記有機電界発光素子上で相互間に隣接して位置し、前記第１,第２アノード電極層間に位置した絶縁層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。
14. 前記第１データラインの上部に配置された第１金属ラインをさらに含み、前記絶縁層は前記第１金属ラインの上部に配置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。
15. 前記第２データラインは、前記絶縁層の上部に配置され、前記第２データラインの上部に配置された第２金属ラインをさらに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。
16. 前記第２金属ラインの幅は、前記第１金属ラインの幅と実質的に同一であることを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光素子。
17. アノード電極層を形成する段階、
    アノード電極層上に有機物層を形成する段階、
    有機物層上にカソード電極層を形成し、カソード電極層のそれぞれは少なくとも２つのアノード電極層の上部に配置されるか、または下部に配置される段階、及び
    少なくとも２つのデータラインを含み、第１データラインは少なくとも２つのアノード電極層の第１アノード電極層に駆動信号を供給し、第２データラインは少なくとも２つのアノード電極層の第２アノード電極層に駆動信号を供給する多層構造を形成する段階を含み、
    前記第１,第２データラインは、多層構造の別の層に位置することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
18. 前記第１,第２アノード電極層間に位置した絶縁層を形成する段階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の製造方法。
19. 第１データラインの上部に配置される第１金属ラインを形成する段階をさらに含み、絶縁層は第１金属ラインの上部に配置され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。
20. 絶縁層の上部に配置される第２データラインを形成する段階と、
    第２データラインの上部に配置される第２金属ライ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１９に記載の有機電界発光素子の製造方法。
    

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