JP2007013184A - デュアルパネルタイプの有機電界発光素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】第２電極の外側に有機発光層が露出されないようにする有機電界発光素子を提供して寿命を向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明による有機電界発光素子は、相互に向かい合って離隔されている第１基板及び第２基板と；第１基板の内部面に形成された第１電極と；第１部分及び第２部分を備え、第１電極の下部に形成されて第１部分及び第２部分各々が相互に向かって突出される折曲パターンと、折曲パターンによって部分的に囲まれるパターンとで構成される隔壁と；第１電極の下部に第１の厚さで形成される有機発光層と；有機発光層の下部に形成される第２電極と；第２基板の内部面に形成されて薄膜トランジスタを備えるアレイ素子と；第２電極と薄膜トランジスタを電気的に連結させる連結パターンとを含む。
【選択図】図４Ｈ
【解決手段】本発明による有機電界発光素子は、相互に向かい合って離隔されている第１基板及び第２基板と；第１基板の内部面に形成された第１電極と；第１部分及び第２部分を備え、第１電極の下部に形成されて第１部分及び第２部分各々が相互に向かって突出される折曲パターンと、折曲パターンによって部分的に囲まれるパターンとで構成される隔壁と；第１電極の下部に第１の厚さで形成される有機発光層と；有機発光層の下部に形成される第２電極と；第２基板の内部面に形成されて薄膜トランジスタを備えるアレイ素子と；第２電極と薄膜トランジスタを電気的に連結させる連結パターンとを含む。
【選択図】図４Ｈ
Description
本発明は、有機電界発光素子に係り、特に、デュアルパネルタイプの有機電界発光素子に関する。
新しい平面ディスプレー（ＦＰＤ）のうちの１つである有機電界発光素子は、自発光型であるために、液晶表示装置に比べて、視野角、コントラスト等が優れ、バックライトが不必要であるために、軽量薄型が可能であって、消費電力の面でも有利である。また、直流低電圧駆動が可能であって、応答速度が速く、全体が固体からなっているために、外部の衝撃に強く、使用温度範囲も広くて、特に、製造費用の面でも低廉であるという長所を有している。
以下、アクティブマトリックス型の有機電界発光素子の基本的な構造及び動作の特性を、図を参照して詳しく説明する。
図１は、一般的なアクティブマトリックス型の有機電界発光素子の基本ピクセル構造を示した図である。
図１に示したように、第１方向にゲート配線が形成されており、この第１方向と交差する第２方向に、相互に一定間隔離隔されたデータ配線及び電源配線が形成されていて、1つのサブピクセル領域を定義している。
図１に示したように、第１方向にゲート配線が形成されており、この第１方向と交差する第２方向に、相互に一定間隔離隔されたデータ配線及び電源配線が形成されていて、1つのサブピクセル領域を定義している。
ゲート配線とデータ配線の交差地点には、アドレッシング素子（addressing element）であるスイッチング薄膜トランジスタ（ＳｗＴ）が形成されている。スイッチング薄膜トランジスタ及び電源配線に連結されてストレージキャパシターＣstが形成されており、ストレージキャパシターＣst及び電源配線に連結されて、電流源素子である駆動薄膜トランジスタが形成されており、さらに駆動薄膜トランジスタに連結され有機電界発光ダイオード（Ｅ）が構成される。
有機電界発光ダイオードＥは、有機発光物質に順方向に電流を供給すると、正孔提供層である陽極と電子提供層である陰極間のポジティブ（Ｐ）−ネガティブ（Ｎ）接合部分を通じて電子と正孔が移動しながら相互に再結合して、電子と正孔が離れている時より小さいエネルギーを有するようになるので、この時に発生するエネルギーの差により光を放出する原理を利用する。
図２は、一般的なデュアルパネルタイプの有機電界発光素子の断面図である。
図２に示したように、第１基板１１と第２基板５１が相互に一定間隔離隔して配置されて、第１基板１１の内部面には、第１電極１３が形成されて、第１電極１３の下部面には、サブピクセルＳＰ別の境界領域ＣＡに絶縁膜１７及び隔壁２０が順に形成される。隔壁２０によって別途のパターニング工程なしで隔壁２０と隔壁２０間との領域、すなわち、サブピクセル領域ＳＰに、有機発光層２５及び第２電極３０が前記第１電極１３の下部に順に形成される。この時、第１電極１３と第２電極３０及び有機発光層２５は、有機電界発光ダイオード素子Ｅを構成する。
図２に示したように、第１基板１１と第２基板５１が相互に一定間隔離隔して配置されて、第１基板１１の内部面には、第１電極１３が形成されて、第１電極１３の下部面には、サブピクセルＳＰ別の境界領域ＣＡに絶縁膜１７及び隔壁２０が順に形成される。隔壁２０によって別途のパターニング工程なしで隔壁２０と隔壁２０間との領域、すなわち、サブピクセル領域ＳＰに、有機発光層２５及び第２電極３０が前記第１電極１３の下部に順に形成される。この時、第１電極１３と第２電極３０及び有機発光層２５は、有機電界発光ダイオード素子Ｅを構成する。
また、図面には示していないが、隔壁２０は、平面的にサブピクセルＳＰ別に境界部を取り囲む格子構造で形成される。
第１基板１１と向かい合う第２基板５１の内部面には、サブピクセルＳＰ単位に多数の薄膜トランジスタ（図示せず）を含むアレイ素子層５５が形成されて、アレイ素子層５５内の薄膜トランジスタ（図示せず）の一電極に連結された連結電極５８が形成される。
また、各サブピクセルＳＰ別に電気的連結パターン７０が形成されて、第１基板１１の下部の第２電極３０と、第２基板５１のアレイ素子層５５に連結された連結電極５８とに接触して、両電極を電気的に連結させる。
さらに、第１基板１１と第２基板５１の端側部は、シールパターン８０によって封止されているが、この時、第１基板１１と第２基板５１の内部領域は、水分及び大気中に露出されないように、不活性気体や真空状態で合着され封止される。
前述した構造の有機電界発光素子１の隔壁２０と有機発光層２５が形成された第１基板１１を製造する場合には、各サブピクセルＳＰごとに独立に有機発光層２５を形成し、このような構造であるために、第１基板１１には、逆テーパー構造、すなわち、第１基板１１と近い方の断面積が小さく、遠くなるほど断面積が増加する構造を有する隔壁２０を、各サブピクセルＳＰを取り囲むようにして有機絶縁物質によって形成し、このような隔壁２０が形成された第１基板１１に、蒸着工程により有機発光物質を用いて有機発光層２５を形成した後、金属物質を蒸着して第２電極３０を形成する。
この時、金属物質の蒸着と有機発光物質の蒸着の特性により、蒸着される有機発光物質は、蒸着される金属よりも広く拡散される。したがって、各サブピクセルＳＰごとに、有機発光層２５は、その上部に蒸着形成された第２電極３０よりさらに広い面積で形成される。これにより、有機発光層２５の一端が第２電極３０の外部に露出する。
このように第２電極３０の外部に有機発光層２５が露出していると、その内部を真空または不活性雰囲気とした場合であっても、有機発光層２５の熱化がさらに速く進むことにより、有機電界発光素子１の寿命が短縮してしまう。
また、従来の有機電界発光素子の場合においては、通常、隔壁２０は有機絶縁物質で形成されており、当該有機絶縁物質は、加温されると少量のガスを発生する。有機絶縁物質がこのようなガスに露出されると熱化が速い速度で進む。従来の有機電界発光素子１においては、構造的、製造方法的な特性により、すなわち、逆テーパー構造の隔壁２０により、素子内部で有機絶縁物質の蒸着が進行する際、有機絶縁物質は隔壁２０の側面には形成されず、隔壁は素子の内部でむき出しの構造になる。
このように、素子の内部で露出された有機絶縁物質で構成された隔壁２０により、加温時にガスが発生し、これにより有機発光層２５の熱化がもたらされ、結果的に有機電界発光素子１の寿命を短縮させる。
前述した問題を解決すべく、本発明は、無機絶縁物質でアンダーカット構造の隔壁を形成することによって、各サブピクセル内で、第２電極の外側に有機発光層が露出されないようにする有機電界発光素子を提供して寿命を向上させることを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明による有機電界発光素子は、相互に向かい合って離隔されている第１基板及び第２基板と；前記第１基板の内部面に形成された第１電極と；第１部分及び第２部分を有し、前記第１電極の下部に形成され、前記第１部分及び第２部分各々が相互に向かって突出される折曲パターンと、前記折曲パターンによって部分的に囲まれるパターンとで構成される隔壁と；サブピクセルの前記第１電極の下部に、第１の厚さで形成される有機発光層と；前記有機発光層の下部に形成される第２電極と；前記第２基板の内部面に形成され、薄膜トランジスタを備えるアレイ素子と；前記第２電極と前記薄膜トランジスタとを電気的に連結させる連結パターンとを含む。
前記第２電極は、前記有機発光層を完全に覆い、前記第１部分及び第２部分の前記部分的に囲まれるパターンは、第２の厚さで形成され、相互に第１の距離だけ離隔される。
また、前記第１部分及び第２部分の前記部分的に囲まれるパターンの各々は、内側面と、前記内側面と反対になる外側面と、前記第１電極と接触する下面と、前記下面と反対になる上面を有して、前記第１部分及び第２部分の前記折曲パターン各々は、前記部分的に囲まれるパターンの外側面と接触する第１セクションと、前記第１セクションから延在して前記部分的に囲まれるパターンの上面と接触する第２セクションを有する。
前記第１部分及び第２部分各々の前記第２セクションは、前記第１の距離より小さい第２の距離だけ相互に離隔されて、前記折曲パターンと前記部分的に囲まれるパターンは、各々無機絶縁物質で構成される。
前記部分的に囲まれるパターンは、窒化シリコーンで構成されて、前記折曲パターンは、酸化シリコーンで構成されてもよい。
前記部分的に囲まれるパターンは、窒化シリコーンで構成されて、前記折曲パターンは、酸化シリコーンで構成されてもよい。
また、前記第２の厚さは、前記第１の厚さより大きく、前記折曲パターンは、第１エッチング率を有する物質で構成されて、前記部分的に囲まれるパターンは、前記第１エッチング率より小さい第２エッチング率を有する物質で構成される。
前記折曲パターンは、第３の厚さを有し、前記第２の厚さと第３の厚さは、２０００Åないし８０００Åの値を有してもよい。
前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン素子、非晶質シリコン素子、有機半導体素子のいずれかの１つから構成してもよい。
一方、本発明による有機電界発光素子の製造方法は、サブピクセルと、前記サブピクセルを取り囲む境界領域とが定義された第１基板の上部に第１電極を形成する段階と；前記第１電極の上部の前記境界領域に、第１の厚さの絶縁パターンを形成する段階と；前記絶縁パターンの上部に、第２の厚さの絶縁層を形成する段階と；前記絶縁層をエッチングして、相互に離隔され前記絶縁パターンを露出する第１折曲パターン及び第２折曲パターンを形成する段階と；前記絶縁パターンをエッチングして、相互に離隔され前記第１折曲パターン及び第２折曲パターンに対して内側に凹むようにアンダーカットされた形状の第１パターン及び第２パターンを形成する段階と；前記第１電極の上部のサブピクセルに、有機発光層を形成する段階と；前記有機発光層の上部に、第２電極を形成する段階と；前記第２基板の上部に、薄膜トランジスタを備えたアレイ素子を形成する段階と；前記第２電極と前記アレイ素子のいずれか１つの上部に連結パターンを形成する段階と；前記連結パターンが前記第２電極と前記薄膜トランジスタとを電気的に連結するように、前記第１基板及び第２基板を合着する段階とを含む。
前記第１パターン及び第２パターンは、窒化シリコンを含み、前記第１折曲パターン及び第２折曲パターンは、酸化シリコンを含んで、前記第１折曲パターン及び第２折曲パターンは、第１エッチング率でエッチングされ、前記絶縁パターンは、第２エッチング率でエッチングされて、前記第２エッチング率は、前記第１エッチング率より大きい。
前記第２の厚さは、前記第１の厚さと同じか、または大きく、前記第１の厚さ及び第２の厚さは、２０００Åないし８０００Åの値を有する。
また、前記アレイ素子を形成する段階は、薄膜トランジスタを形成する段階を含み、前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン素子、非晶質シリコン素子、有機半導体素子のいずれかの１つで構成される。
さらに、本発明による有機電界発光素子は、その上部に電極を備える第１基板と、前記第１基板と相互に向かい合って離隔された第２基板と；前記電極の上部に形成され前記第１基板及び第２基板の上部に画素を定義する隔壁であって、前記電極の境界領域を定義する第１の部分及び第２の部分からなり、前記第１の部分及び第２の部分の各々は、前記電極の上部に形成されるパターンと、前記パターンの上面に形成され前記パターンの端側に延在する折曲パターンとから構成される、隔壁と；前記電極と前記折曲パターンの上部に形成される有機発光層とを含む。
前記第１の部分及び第２の部分の各々の前記パターンと前記折曲パターンは、相互に異なる無機絶縁物質で構成され、望ましくは、前記パターンは、窒化シリコンで構成されて、前記折曲パターンは、酸化シリコンで構成される。
また、本発明による有機電界発光素子は、前記有機発光層の上部に形成される第２電極と；前記第２基板の上部に形成され、薄膜トランジスタを含むアレイ素子と；前記第２電極と前記薄膜トランジスタとを電気的に連結する連結パターンをさらに含む。
前記第１の部分及び第２の部分の前記パターンは、第１の距離ほど離隔され、前記第１の部分及び第２の部分の前記折曲パターンは、第１の距離より小さい第２の距離だけ離隔される。
前記第１の部分及び第２の部分のパターンは、第１の厚さを有し、前記第１の部分及び第２の部分の折曲パターンは、前記第１の厚さより小さい第２の厚さを有する。
そして、前記第２基板の上部に形成される薄膜トランジスタをさらに含み、前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン素子、非晶質シリコン素子、有機半導体素子のいずれか１つで構成される。
また、本発明による有機電界発光素子用隔壁の形成方法は、第１基板の上部に第１の厚さの絶縁パターンを形成する段階と；前記絶縁パターンの上部に第２の厚さの絶縁層を形成する段階と；前記絶縁層をエッチングして、相互に離隔され前記絶縁パターンを露出する第１折曲パターン及び第２折曲パターンを形成する段階と；前記絶縁パターンをエッチングして、相互に離隔され、前記第１折曲パターン及び第２折曲パターン各々に対して、内側に凹んでいるアンダーカット形状の第１パターン及び第２パターンを形成する段階とを含む。
また、本発明による有機電界発光素子用隔壁の形成方法は、第２基板の上部に薄膜トランジスタを備えた有機電界発光素子を形成する段階をさらに含み、前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン素子、非晶質シリコン素子、有機半導体素子のいずれかの１つで構成される。
以下、本発明による望ましい実施例を、図面を参照して詳しく説明する。
本発明による隔壁の構造のデュアルパネルタイプの有機電界発光素子は、アレイ素子と有機電界発光ダイオード素子を相互に異なる基板上に各々形成することにより、生産収率及び生産管理の効率を向上させる。
また、隔壁を相互に離隔した状態の二重構造で形成することによって、有機発光層が第２電極の外部に露出されない構造になるため、有機電界発光層の熱化が防げる。
さらに隔壁を無機絶縁物質で形成することにより、工程進行時において、加温によって有機絶縁物質から発生するガスによる有機発光層の熱化が防げる。
本発明は、加温時にガスが発生する有機絶縁物質の代わりに、無機絶縁物質を利用して隔壁を形成することを特徴とする。また、隔壁をアンダーカット状の二重構造で形成することによって、基板面に対して逆テーパー構造にならないようにして、第２電極がその下部の有機発光層を完全に覆うように形成することを別の特徴とする。この時、二重構造の隔壁によって、第２電極とその下部の有機発光層は、各サブピクセル別に独立に形成されるようにする。
図３は、本発明によるデュアルパネルタイプの有機電界発光素子の断面図であって、１つのサブピクセルＳＰ領域だけを示している。
図３に示したように、本発明によるデュアルパネルタイプの有機電界発光素子１０１は、有機電界発光ダイオードＥが形成された第１基板１１１と駆動薄膜トランジスタＴＤを含むアレイ素子を備えた第２基板１５１から構成され、両基板間に各サブピクセルＳＰごとに駆動薄膜トランジスタＴＤと有機電界発光ダイオードＥとを電気的に連結する電気的連結パターン１８０を備えている。この時、駆動薄膜トランジスタＴＤは、多結晶シリコン素子、非晶質シリコン素子、有機半導体素子のいずれかの１つを利用して構成される。また、第１基板１１１と第２基板１５１の枠を取り囲みながらシールパターン（図示せず）が形成され第１基板１１１と第２基板１５１を封止する。
図３に示したように、本発明によるデュアルパネルタイプの有機電界発光素子１０１は、有機電界発光ダイオードＥが形成された第１基板１１１と駆動薄膜トランジスタＴＤを含むアレイ素子を備えた第２基板１５１から構成され、両基板間に各サブピクセルＳＰごとに駆動薄膜トランジスタＴＤと有機電界発光ダイオードＥとを電気的に連結する電気的連結パターン１８０を備えている。この時、駆動薄膜トランジスタＴＤは、多結晶シリコン素子、非晶質シリコン素子、有機半導体素子のいずれかの１つを利用して構成される。また、第１基板１１１と第２基板１５１の枠を取り囲みながらシールパターン（図示せず）が形成され第１基板１１１と第２基板１５１を封止する。
以下、より詳細に第１基板及び第２基板の構造を説明する。
本発明の特徴である有機電界発光ダイオードが形成された上部の第１基板の構造を説明する。
本発明の特徴である有機電界発光ダイオードが形成された上部の第１基板の構造を説明する。
有機電界発光ダイオードＥが形成された第１基板の第２基板１５１と向かい合う面、すなわち、内側面には、仕事関数が比較的に高い導電性物質であるインジウムースズーオキサイド（ＩＴＯ）で全面に第１電極１１３が形成され、第１電極１１３の下部の境界領域ＣＡには、無機絶縁物質で構成された二重構造の隔壁１３０が形成される。
二重構造の隔壁１３０は、第１パターン１２０ａと第２パターン１２０ｂと、第１折曲パターン１２５及び第２折曲パターン１２６で構成される。 第１パターン１２０ａと第２パターン１２０ｂは、無機絶縁物質である窒化シリコンで構成されて、相互に離隔される。また、第１折曲パターン１２５及び第２折曲パターン１２６は、第１パターン１２０ａと第２パターン１２０ｂのうち、各々を相互に向かい合う内側面を除いた外側面および底面を覆う、折曲された状態の酸化シリコンで構成される。
第１パターン１２０ａと第２パターン１２０ｂ自体が第１折曲パターン１２５及び第２折曲パターン１２６に対してアンダーカット構造の形態で構成されることによって、二重構造の隔壁１３０は、１基板１１１の下面から、上面が相互に離隔して内部が空な状態のレール状の構造で構成されることを特徴とする。この時、第１折曲パターン１２５及び第２折曲パターン１２６は、第１パターン１２０ａと第２パターン１２０ｂと側面接触する第１セクション１２５ａ、１２６ａと、第１セクション１２５ａ、１２６ａで各々外部に露出された第１パターン１２０ａと第２パターン１２０ｂの底面を覆い、各底面より所定間隔さらに延長形成された第２セクション１２５ｂ、１２６ｂを有することを特徴とする。
すなわち、第１折曲パターン１２５及び第２折曲パターン１２６は、相互に向かって突出されて、前記第１パターン１２０ａと第２パターン１２０ｂは、前記第１折曲パターン１２５及び第２折曲パターン１２６によって各々部分的に囲まれる。
従って、前記第１パターン１２０ａと第２パターン１２０ｂは、相互に向かい合う内側面だけが外部に露出された形態になって、この時、第１パターン１２０ａと第２パターン１２０ｂ間の離隔間隔ｄ１が第１折曲パターン１２５及び第２折曲パターン１２６の一端の離隔間隔ｄ２より広く形成されること（ｄ１＞ｄ２）を特徴とする。
二重構造の隔壁１３０によって取り囲まれたサブピクセルＳＰには、露出された第１電極１１３の下部に有機発光層１３５が形成されて、その下部に有機発光層１３５を完全に覆って第２電極１４０が形成され、第１電極１１３と有機発光層１３５と第２電極１４０は、有機電界発光ダイオードＥを形成する。
この時、有機発光層１３５とその下部の第２電極１４０は、各サブピクセルＳＰごとに二重構造の隔壁１３０によって分離される。
前述した構造のデュアルパネルタイプの有機電界発光素子１０１の有機電界発光ダイオードＥが形成された第１基板１１１は、各サブピクセルＳＰの境界に形成された、相互に離隔して形成される二重構造の隔壁１３０によって各サブピクセルＳＰごとに有機発光層１３５とその下部の第２電極１４０とが明確に分離され、第２電極１４０が有機発光層１３５を完全に覆う構造であるために、素子内部から外部に露出される有機発光層１３５が第２電極１４０の外側に露出されず、熱化が抑制される。
以下、第１基板１１１と向かい合う下部の第２基板１５１の構造を簡単に説明する。
第２基板１５１の内部面には、図面では１つの薄膜トランジスタが形成されるものに示しているが、サブピクセルＳＰ単位に形成された多数の薄膜トランジスタを含むアレイ素子が形成されており、また、この多数の薄膜トランジスタのうち、駆動薄膜トランジスタＴＤと連結され連結電極１７５が形成されて、連結電極１７５の上部には、電気的連結パターン１８０が形成される。この時、電気的連結パターン１８０は、第１基板１１１または、第２基板１５１のいずれかの基板製造時に形成できる。
また、電気的連結パターンは、図面では、隔壁の一部に対応して形成されたものとして示しているが、サブピクセルＳＰの内部に形成されることもある。この場合、本発明によるデュアルパネルタイプの有機電界発光素子１０１は、上部発光方式になるために、画像表示品質等の低下は、発生しない。
前述した構造のデュアルパネルタイプの有機電界発光素子の製造方法を、図面を参照して説明する。本発明では、有機電界発光ダイオードが形成される第１基板に特徴があるため、第１基板の製造方法を具体的に説明する。
図４Ａないし図４Ｈは、本発明によるデュアルパネルタイプの有機電界発光素子の有機電界発光ダイオードが形成された基板につき、製造段階ごとに断面を示している。１つのサブピクセルＳＰ領域だけを示しているが、説明の便宜のために、有機発光層が形成されるサブピクセルＳＰと定義し、サブピクセルＳＰを取り囲みながら隔壁が形成される領域を境界領域ＣＡと定義する。
図４Ａに示すように、透明な絶縁基板１１１上に、透明導電性物質であって、仕事関数が相対的に他の金属に比べて高い物質の一つであるインジウムースズーオキサイド（ＩＴＯ）を全面に蒸着することによって、基板全体に第１電極１１３を形成する。
次に、無機絶縁物質である窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を２０００Åないし８０００Å程度の厚さで全面に蒸着して第１無機絶縁層（図示せず）を形成し、その上部にフォトレジストを塗布してフォトレジスト層（図示せず）を形成する。
以後、フォトレジスト層（図示せず）上に、透過領域と遮断領域を有するマスク（図示せず）を位置させた後、マスクを通じてフォトレジスト層に露光を実施して、この露光されたフォトレジスト層を現像することによって、フォトレジストパターン（図示せず）を形成する。フォトレジストパターンの外部に露出された第１無機絶縁層をエッチングして、図４Ｂに示すように、２０００Åないし８０００Å程度の高さの、連結された状態の無機絶縁パターン１１８を境界領域ＣＡに形成する。この時、無機絶縁パターン１１８の高さを２０００Åないし８０００Å程度に形成する理由は、後の工程によって形成される有機発光層が通常１５００Å程度の厚さで形成され、本発明の構造的特性上、有機発光層よりもさらに高い位置に、無機絶縁パターンの上部に第１折曲パターン及び第２折曲パターンを形成する必要があるためである。また、発光の効率を高めるために、有機発光層以外に、電子輸送層、正孔輸送層等の有機物質層を有機発光層の上部または、下部にさらに形成することができるため、このような有機発光層の厚さを全て反映した厚さになる。
図４Ｃに示すように、無機絶縁パターン１１８が形成された基板１１１上に、無機絶縁物質である酸化シリコン（ＳｉＯ２）を蒸着して無機絶縁パターン１１８の上部全面に２０００Åないし８０００Å程度の厚さｔ２の第２無機絶縁層１２２を形成する。この時、第２無機絶縁層１２２の厚さｔ２は、無機絶縁パターン１１８の厚さｔ１と同じか、さらに大きい値を有する厚さで形成されることが望ましい。
さらに、第２無機絶縁層１２２の上部にフォトレジストを塗布してフォトレジスト層１９１を形成する。
以後、フォトレジスト層１９１上に、透過領域Ｔと遮断領域Ｂを有するマスク１９５を位置させた後、マスク１９５を通じてフォトレジスト層１９１に露光を実施して、露光されたフォトレジスト層１９１を現像することによって、図４Ｄに示したように、フォトレジストパターン１９２を形成する。
本発明の実施例では、フォトレジスト層１９１は、光を受け取った部分が現像の際に除去されるネガティブタイプのフォトレジストを利用している。
図４Ｅに示したように、フォトレジストパターン１９２の外部に露出された第２無機絶縁層（図４Ｄの１２２）をエッチングすることによって、サブピクセルＳＰにおいては、第１電極を露出させると同時に、境界領域ＣＡでは、無機絶縁パターン１１８を露出させて、相互に離隔する第１折曲パターン及び第２折曲パターンを形成する。
図４Ｅに示したように、フォトレジストパターン１９２の外部に露出された第２無機絶縁層（図４Ｄの１２２）をエッチングすることによって、サブピクセルＳＰにおいては、第１電極を露出させると同時に、境界領域ＣＡでは、無機絶縁パターン１１８を露出させて、相互に離隔する第１折曲パターン及び第２折曲パターンを形成する。
図４Ｆに示したように、境界領域ＣＡで、相互に離隔する第１折曲パターン及び第２折曲パターン間に露出された無機絶縁パターン（図４Ｅの１１８）をエッチングすることによって、第１パターン１２０ａ及び第２パターン１２０ｂを形成する。この時、無機絶縁パターン（図４Ｅの１１８）は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、第１折曲パターン及び第２折曲パターンは、酸化シリコン（ＳｉＯ２）で形成するために、これらの物質は、ドライエッチングを行う際に、ＣＦ４等のガス雰囲気で全てエッチングされるが、ガスに反応する速度の差、すなわち、エッチングの比率の差が発生して、ＣＦ４等のガスに対しては、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）が酸化シリコン（ＳｉＯ２）よりさらに高いエッチング率を有するために、相互に離隔する第１折曲パターン１２５及び第２折曲パターン１２６間に露出された無機絶縁パターン（図４Ｅの１１８）が速い速度でエッチングされ下部の第１電極１１３を露出させ、オーバーエッチングを行わせることによって、第１折曲パターン１２５及び第２折曲パターン１２６の各上部パターン１２５ｂ、１２６ｂに対して、その内側にさらにエッチングされ、図示したように、第１折曲パターン１２５及び第２折曲パターン１２６に対して、アンダーカット形態で第１パターン１２０ａ及び第２パターン１２０ｂが形成される。第１パターン１２０ａ及び第２パターン１２０ｂと、これを外側面から上面まで囲みながら形成された第１折曲パターン１２５及び第２折曲パターン１２６は、二重構造の隔壁１３０になる。
この時、境界領域ＣＡ内で、第１パターン１２０ａ及び第２パターン１２０ｂの相互に向かい合う内側面の反対である外側面は、第１パターン１２０ａ及び第２パターン１２０ｂの外側面まで露出されないようにオーバーエッチング時間を調節することによって、最終的には、第１折曲パターン１２５及び第２折曲パターン１２６が第１パターン１２０ａ及び第２パターン１２０ｂの外側面及び上部を覆う状態で形成されて、ここで、第１折曲パターン１２５と第２折曲パターン１２６の上部パターン１２５ｂ、１２６ｂ間の離隔間隔ｄ２より第１パターン１２０ａと第２パターン１２０ｂの離隔間隔ｄ１がさらに広く形成されることを特徴とする。
また、境界領域ＣＡ内に形成された二重構造の隔壁１３０において、サブピクセルＳＰを間に、相互に向かい合う面は、逆テーパー構造にならないように形成されることによって、後の工程で有機発光層及び第２電極の形成の際に、二重構造の隔壁１３０同士の間に、隔壁１３０の外側面から離隔されることなく有機発光層及び第２電極が形成される構造になる。
図４Ｇに示すように、境界領域ＣＡに二重構造の隔壁１３０が形成された基板１１１上に残っているフォトレジストパターン（図４Ｆの１９２）をストリップまたは、アッシングして除去し、有機発光物質を蒸着、さらに正確には、エバポレーションを行うことによって、二重構造の隔壁により各サブピクセル領域ごとに分離された状態で有機発光層を形成する。この時、境界領域に相互に離隔してアンダーカット形態で第１折曲パターン及び第２折曲パターンと第１パターン及び第２パターンが形成されることによって、二重構造の隔壁の内部では、蒸着により形成される有機発光層が切断されるので、有機発光層は、各サブピクセルＳＰ別に分離された形態で形成される。
図４Ｈに示したように、有機発光層が形成された基板上に仕事関数が低い金属物質、例えば、アルミニウム（Ａｌ）または、アルミニウム合金（ＡｌＮｄ）を全面に蒸着することによって、二重構造の隔壁１３０により各サブピクセルＳＰごとに分離された状態で第２電極１４０を形成する。この時、第２電極は、サブピクセルＳＰ領域内では、隔壁１３０が逆テーパー構造ではないために、サブピクセルＳＰ領域及び隔壁１３０の上部まで連結されて蒸着されることにより、その下部の有機発光層１３５が露出されないように形成される。従って、従来のような、有機発光層（図２の２５）の一端が各サブピクセルＳＰ領域内で第２電極（図２の１３０）の外部に露出される等の問題が発生しなくなる。
以後、図面には示してないが、第２電極１３０の上部に金属物質で下部のアレイ素子を備えた基板と電気的に連結させるための電気的連結パターンがさらに形成される。この時、電気的連結パターンは、アレイ素子を備えた第２基板上に形成することもできる。
前述したように、有機電界発光素子の第１基板と、アレイ素子を備えた第２基板とを作成し、第１基板または第２基板上に備えた電気的連結パターンを、第１基板の第２電極と、第２基板のアレイ素子内の駆動薄膜トランジスタに連結された連結電極または駆動薄膜トランジスタの一電極とに接触するようにした後、第１基板と第２基板の枠に沿ってシールパターンを形成し、真空の雰囲気または、不活性気体の雰囲気で両基板を合着することによって、本発明による有機電界発光素子を完成する。
１１１：第１基板
１１３：第１電極
１２０ａ：第１パターン
１２０ｂ：第２パターン
１２５：第１折曲パターン
１２６：第２折曲パターン
１２５ａ：第１折曲パターンの第１セクション
１２６ａ：第２折曲パターンの第１セクション
１２５ｂ：第１折曲パターンの第２セクション
１２６ｂ：第２折曲パターンの第２セクション
１３０：二重構造の隔壁
１３５：有機発光層
１４０：第２電極
ＣＡ：境界領域
Ｅ：有機電界発光ダイオード
１１３：第１電極
１２０ａ：第１パターン
１２０ｂ：第２パターン
１２５：第１折曲パターン
１２６：第２折曲パターン
１２５ａ：第１折曲パターンの第１セクション
１２６ａ：第２折曲パターンの第１セクション
１２５ｂ：第１折曲パターンの第２セクション
１２６ｂ：第２折曲パターンの第２セクション
１３０：二重構造の隔壁
１３５：有機発光層
１４０：第２電極
ＣＡ：境界領域
Ｅ：有機電界発光ダイオード
Claims (27)
- 相互に向かい合って離隔されている第１基板及び第２基板と；
前記第１基板の内部面に形成された第１電極と；
第１部分及び第２部分からなり前記第１電極の下部に形成される隔壁であって、前記第１部分及び第２部分の各々は、互いに向かって突出される折曲パターンと、前記折曲パターンによって部分的に囲まれるパターンとで構成される、隔壁と；
サブピクセルの前記第１電極の下部に、第１厚さで形成される有機発光層と；
前記有機発光層の下部に形成される第２電極と；
前記第２基板の内部面に形成され、薄膜トランジスタを備えるアレイ素子と；
前記第２電極と前記薄膜トランジスタとを電気的に連結させる連結パターンとを含むことを特徴とする有機電界発光素子。 - 前記第２電極は、前記有機発光層を完全に覆う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部分及び第２部分の前記部分的に囲まれるパターンは、第２厚さを有し、相互に第１距離だけ離隔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。
- 前記第１部分及び第２部分の前記部分的に囲まれるパターンの各々は、内側面と、前記内側面と対向する外側面と、前記第１電極と接触する下面と、前記下面と対向する上面とを有し、前記第１部分及び第２部分の前記折曲パターン各々が前記部分的に囲まれるパターンの外側面と接触する第１セクションと、前記第１セクションから延在し前記パターンの上面と接触する第２セクションとを有することを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光素子。
- 前記第１部分及び第２部分の各々の前記第２セクションは、前記第１距離より小さい第２距離だけ相互に離隔されたことを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光素子。
- 前記折曲パターンと前記部分的に囲まれるパターンは、各々無機絶縁物質で構成されることを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光素子。
- 前記部分的に囲まれるパターンは窒化シリコンで構成され、前記折曲パターンは酸化シリコンで構成されることを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光素子。
- 前記第２厚さは、前記第１厚さより大きいことを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光素子。
- 前記折曲パターンは第１エッチング率を有する物質で構成され、前記パターンは前記第１エッチング率より小さい第２エッチング率を有する物質で構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。
- 前記折曲パターンは第３厚さを有し、前記第２厚さと第３厚さは、２０００Åないし８０００Åの値を有することを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光素子。
- 前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン素子、非晶質シリコン素子、有機半導体素子のいずれか１つ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。
- サブピクセルと前記サブピクセルを取り囲む境界領域とが定義された第１基板の上部に第１電極を形成する段階と；
前記第１電極の上部の前記境界領域に、第１厚さの絶縁パターンを形成する段階と；
前記絶縁パターンの上部に、第２厚さの絶縁層を形成する段階と；
前記絶縁層をエッチングして、相互に離隔され前記絶縁パターンを露出する第１折曲パターン及び第２折曲パターンを形成する段階と；
前記絶縁パターンをエッチングして、相互に離隔され前記第１折曲パターン及び第２折曲パターンに対して内側に凹んだ形状を有する第１パターン及び第２パターンを形成する段階と；
前記第１電極の上部のサブピクセルに、有機発光層を形成する段階と；
前記有機発光層の上部に、第２電極を形成する段階と；
前記第２基板の上部に、薄膜トランジスタを備えたアレイ素子を形成する段階と；
前記第２電極と前記アレイ素子のいずれかの上部に、連結パターンを形成する段階と；
前記連結パターンが前記第２電極と前記薄膜トランジスタとを電気的に連結するように、前記第１基板及び第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。 - 前記第１パターン及び第２パターンは、窒化シリコンを含み、前記第１折曲パターン及び第２折曲パターンは、酸化シリコン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の製造方法。
- 前記第１折曲パターン及び第２折曲パターンは、第１エッチング率でエッチングされ、前記絶縁パターンは、第２エッチング率でエッチングされることを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第２エッチング率は、前記第１エッチング率より大きいことを特徴とする請求項１４に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第２厚さは、前記第１厚さと同じか、または大きいことを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第１厚さ及び第２厚さは、２０００Åないし８０００Åの値を有す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の製造方法。
- 前記アレイ素子を形成する段階は、薄膜トランジスタを形成する段階を含み、前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン素子、非晶質シリコン素子、有機半導体素子のいずれかの１つであることを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 上部に電極を備える第１基板と、前記第１基板と相互に向かい合って離隔された第２基板と；
前記電極の上部に形成され、前記第１基板及び第２基板の上部に画素を定義して、前記電極の境界領域を定義する第１部分及び第２部分を備える隔壁であって、前記第１部分及び第２部分の各々は、前記電極の上部に形成されるパターンと、前記電極の上部に形成されるパターンの上面に形成され前記パターンの端側に延在する折曲パターンとから構成される、隔壁と；
前記電極と前記折曲パターンの上部に形成される有機発光層とを含むことを特徴とする有機電界発光素子。 - 前記第１部分及び第２部分各々の前記電極の上部に形成されるパターンと前記折曲パターンは、相互に異なる無機絶縁物質で構成され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。
- 前記電極の上部に形成されるパターンは、窒化シリコンで構成され、前記折曲パターンは、酸化シリコンで構成され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。
- 前記有機発光層の上部に形成させる第２電極と；
前記第２基板の上部に形成され、薄膜トランジスタを含むアレイ素子と；
前記第２電極と前記薄膜トランジスタとを電気的に連結する連結パターン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。 - 前記第１部分及び第２部分の前記電極の上部に形成されるパターンは第１距離だけ離隔され、前記第１部分及び第２部分の前記折曲パターンは、第１距離より小さい第２距離だけ離隔され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。
- 前記第１部分及び第２部分の前記電極の上部に形成されるパターンは第１厚さを有し、前記第１部分及び第２部分の折曲パターンは前記第１厚さより小さい第２厚さ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。
- 前記第２基板の上部に形成される薄膜トランジスタをさらに含み、前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン素子、非晶質シリコン素子、有機半導体素子のいずれかの１つであ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。
- 第１基板の上部に第１厚さの絶縁パターンを形成する段階と；
前記絶縁パターンの上部に第２厚さの絶縁層を形成する段階と；
前記絶縁層をエッチングして、相互に離隔され前記絶縁パターンを露出する第１折曲パターン及び第２折曲パターンを形成する段階と；
前記絶縁パターンをエッチングして、相互に離隔され、前記第１折曲パターン及び第２折曲パターン各々に対して内側に凹んでいる第１パターン及び第２パターンを形成する段階とを含むことを特徴とする有機電界発光素子用隔壁の形成方法。 - 第２基板の上部に薄膜トランジスタを備えた有機電界発光素子を形成する段階をさらに含み、前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン素子、非晶質シリコン素子、有機半導体素子のいずれかの１つであ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。
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