JP2007173200A - 有機電界発光表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光アレイとＴＦＴアレイとの間に金属物質で接触電極を製造することにより発生される接触の不良による断線の問題を解決することができる有機電界発光表示装置及びその製造方法に関する。
【解決手段】本発明に係る有機電界発光表示装置は、第１の基板１０１上にカラーフィルターアレイと有機発光層が形成された発光アレイ１３０と、第２の基板１０２上に発光アレイを制御するための薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタアレイ１４０と、発光アレイ１３０と薄膜トランジスタアレイ１４０を電気的に接触させる接触電極を含む接触部１５０とを備え、接触電極１５０は、電導性高分子物質からなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、有機電界発光表示装置に関し、特に、発光アレイとＴＦＴアレイとの間に発生する断線の問題を解決することのできる有機電界発光表示装置及びその製造方法に関する。
最近、陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の問題点である重さと体積とを低減させることのできる各種平板表示装置が開発されている。平板表示装置としては、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）及び電界発光表示装置（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＥＬ表示装置）等がある。
ＰＤＰは、構造と製造工程とが比較的単純であるため、大画面化に最も有利ではあるが、発光効率と輝度が低く、消費電力が大きいという問題点がある。ＬＣＤは、半導体工程を用いるため、大画面化することに困難さがあり、バックライトユニットにより消費電力が大きくなる。更に、ＬＣＤは、偏光フィルター、プリズムシート、拡散板等の光学素子により光損失が多く、視野角が狭いという問題点を有する。これに反し、ＥＬ表示装置は、応答速度が速く、発光効率、輝度及び視野角が大きいという利点を有する。
ＥＬ表示装置は、使用する材料に応じて、無機ＥＬ表示装置と有機ＥＬ表示装置とに大別される。
有機ＥＬ表示装置は、１００〜２００Ｖの高電圧を必要とする無機ＥＬ表示装置に比べ５〜２０Ｖ程の低電圧で駆動されることにより、直流低電圧駆動が可能である。更に、有機ＥＬ表示装置は、広視野角、高速応答性、高コントラスト比等において優れた特性を有しているため、グラフィックディスプレイ、テレビ映像ディスプレイあるいは面光源のピクセルとして使用可能であり、薄くて軽い上に色感も良いため、次世代平面ディスプレイに適した素子である。
このような有機ＥＬ表示装置を駆動する方式は、受動マトリクスタイプと能動マトリクスタイプとに分けられる。
受動マトリクスタイプの有機ＥＬ表示装置は、その構成と製造方法が単純であるが、消費電力が多く、表示素子の大面積化に困難さがあり、配線の数が増加すればするほど開口率が低下してしまうという問題点を有する。
反面、能動マトリクスタイプの有機ＥＬ表示装置は、高発光効率と高画質具現の利点を有する。
更に、有機ＥＬ表示装置は、その発光の方向に応じて、上部発光方式と、下部発光方式とに分けられる。
図１は、従来の上部発光方式の能動マトリクスタイプの有機ＥＬ表示装置を示す図面である。
図１を参照すると、従来の上部発光方式の能動マトリクスタイプの有機ＥＬ表示装置は、第１の基板１上に発光部が形成された発光アレイ３０と、第２の基板２上に発光部を制御する薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）が形成されたＴＦＴアレイ４０と、発光アレイ３０とＴＦＴアレイ４０を電気的に接触させる接触部５０とを備え、シーラント６０を通じて第１の基板１及び第２の基板２が合着される。
発光アレイ３０は、第１の基板１に順次積層されたカラーフィルターアレイ、第１の電極１１、有機発光層１５及び第２の電極１７を備え、有機発光層１５と第２の電極１７とを分離させる隔壁１３を更に備える。
カラーフィルターアレイは、画素の光漏れを防止して外部光を遮ることによりコントラスト比を増大させるブラックマトリクス３、色の具現のためのカラーフィルター５、カラーフィルター５の色の再現の効果を増大させるための補助カラー層（ＣＣＭ（Ｃｏｌｏｒ Ｃｈａｎｇｅ Ｍｅｔｈｏｄ）層ともいう）７及びカラーフィルターアレイの平坦化のためのオーバーコート層９を含む。
有機発光層１５は、正孔注入／輸送層１５Ａ、発光層１５Ｂ、電子注入／輸送層１５Ｃを含む。
第１の電極１１と第２の電極１７との間に電圧が印加されると、第１の電極１１から発生された正孔は、正孔注入／輸送層１５Ａを通じて発光層１５Ｂの方に移動される。尚、第２の電極１７から発生された電子は電子注入及び電子輸送層１５Ｃを通じて発光層１５Ｂの方に移動される。これに従って、発光層１５Ｂでは正孔と電子とが衝突して再結合することによって光が発生され、この光は、カラーフィルターアレイを通じて外部に放出され画像が表示される。
ＴＦＴアレイ４０は、第２の基板２に順次積層された半導体層４、ゲート絶縁膜６、ゲート電極８、層間絶縁膜１０、ソース電極１２及びドレイン電極１６、保護膜２０、画素電極２２を備える。
半導体層４は、ｎ＋不純物が注入されたソース領域、ドレイン領域、ソース領域とドレイン領域との間に形成されたチャンネル領域を含み、オフ電流を減少させるために、チャンネル領域と、ソース領域及びドレイン領域との間にｎ−不純物が注入されたＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域を更に備えることもある。
ゲート電極８は、半導体層４のチャンネル領域とゲート絶縁膜６とを介し、重畳して形成される。ソース電極１２及びドレイン電極１６は、ゲート電極８と層間絶縁膜１０とを介し、絶縁して形成される。この際、ソース電極１２及びドレイン電極１６は、ゲート絶縁膜６及び層間絶縁膜１０を貫通するソースコンタクトホール１４、及びドレインコンタクトホール１８を通じて半導体層４のソース領域及びドレイン領域とそれぞれ接続される。
画素電極２２は保護膜２０を貫通する画素コンタクトホール２４を通じてドレイン電極１６と接続される。
このような発光アレイ３０とＴＦＴアレイ４０とは接触部５０を通じて電気的に接触される。接触部５０は、接触支持部５２と接触電極５４で構成される。接触支持部５２は、フォトレジストパターンで形成される。接触電極５４は、画素電極２２と接触支持部５２とを覆うようにマスク工程を通じて形成され、第１の基板１及び第２の基板２の合着の際、発光アレイ３０の第２の電極１７と接触され、発光アレイ３０とＴＦＴアレイ４０とを電気的に連結する。
このような接触電極５４は、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）等の金属物質で形成されることにより、同じ金属物質である発光アレイ３０の第２の電極１７との接触の際、接触力が弱いため、ＴＦＴアレイ４０からの信号を第２の電極１７に供給できない断線の問題が発生する。尚、接触支持部５２の形成の際、フォトレジストパターンが均一な厚さに形成されない場合、薄い厚さに形成された接触支持部５２上に形成される接触電極５４が発光アレイ３０の第２の電極１７と接触されないことにより断線の問題（接触の不良）が発生する可能性がある。
従って、本発明の目的は、発光アレイとＴＦＴアレイとの間に発生される断線の問題が解決することができる有機電界発光表示装置及びその製造方法を提供することにある。
前記目的の達成のため、本発明に係る有機電界発光表示装置は、第１の基板上にカラーフィルターアレイと有機発光層が形成された発光アレイと、第２の基板上に前記発光アレイを制御するための薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタアレイと、前記発光アレイと前記薄膜トランジスタアレイを電気的に接触させる接触電極を含む接触部とを備え、前記接触電極は電導性高分子物質からなる。
前記電導性高分子物質は、ポリアニリン（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール（Ｐｏｌｙｐｙｒｏｌｅ）あるいはポリサイオペン（Ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｅｎｅ）のうち、少なくとも何れか一つを含む。
前記発光アレイは、前記第１の基板上に形成されるカラーフィルターアレイと、前記カラーフィルターアレイ上に形成される第１の電極と、前記第１の電極上に形成される有機発光層と、前記有機発光層上に形成される第２の電極と、前記第１の電極上に形成され、前記有機発光層と前記第２の電極を分離して画素領域を定義する隔壁とを更に含む。
前記カラーフィルターアレイは、前記第１の基板上の前記隔壁と対応する位置に形成されるブラックマトリクスと、前記ブラックマトリクスを介して形成される複数のカラーフィルターと、前記カラーフィルター上に形成される補助カラー層と、前記補助カラー層が形成された第１の基板上に形成されるオーバーコート層とを更に含む。
前記薄膜トランジスタアレイは、前記第２の基板上に形成され、チャンネル領域を介してソース領域及びドレイン領域が形成された半導体層と、ゲート絶縁膜を介して前記半導体層のチャンネル領域と重畳されるゲート電極と、前記ゲート絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に積層された層間絶縁膜を貫通するソースコンタクトホールを通じて前記半導体層のソース領域と接続されたソース電極と、前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜を貫通するドレインコンタクトホールを通じて前記半導体層のドレイン領域と接続されたドレイン電極と、前記層間絶縁膜、前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に積層された保護膜を貫通する画素コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と接続された画素電極とを更に含む。
前記接触電極は、前記第２の電極と前記画素電極とを電気的に接触させる。
前記接触電極は、前記薄膜トランジスタアレイ上に形成される接触支持部を更に含む。
前記接触電極は、前記接触支持部を覆うように形成されることが好ましい。
前記第１の基板及び前記第２の基板は、シーラントを通じて合着される。
本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法は、第１の基板及び第２の基板を設ける段階と、前記第１の基板上にカラーフィルターアレイと有機発光層を含む発光アレイを形成する段階と、前記第２の基板上に前記発光アレイを制御するための薄膜トランジスタを含む薄膜トランジスタアレイを形成する段階と、前記発光アレイと前記薄膜トランジスタアレイを電気的に接触させる接触電極を含む接触部を形成する段階とを含み、前記接触電極は電導性高分子物質からなる。
前記発光アレイを形成する段階は、前記第１の基板上にカラーフィルターアレイを形成する段階と、前記カラーフィルターアレイ上に第１の電極を形成する段階と、前記第１の電極上に有機発光層を形成する段階と、前記有機発光層上に第２の電極を形成する段階と、前記第１の電極上に前記有機発光層と前記第２の電極を分離して画素領域を定義する隔壁を形成する段階とを更に含む。
前記カラーフィルターアレイを形成する段階は、前記第１の基板上の前記隔壁と対応する位置にブラックマトリクスを形成する段階と、前記ブラックマトリクスを介して複数のカラーフィルターを形成する段階と、前記カラーフィルター上に補助カラー層を形成する段階と、前記補助カラー層が形成された第１の基板上にオーバーコート層を形成する段階とを更に含む。
前記薄膜トランジスタアレイを形成する段階は、前記第２の基板上にチャンネル領域を介して形成されたソース領域及びドレイン領域を含む半導体層を形成する段階と、ゲート絶縁膜と介して前記半導体層のチャンネル領域と重畳されるゲート電極を形成する段階と、前記ゲート絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に積層された層間絶縁膜を貫通するソースコンタクトホールを通じて前記半導体層のソース領域と接続されたソース電極を形成する段階と、前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜を貫通するドレインコンタクトホールを通じて前記半導体層のドレイン領域と接続されたドレイン電極を形成する段階と、前記層間絶縁膜、前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に積層された保護膜を貫通する画素コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と接続された画素電極を形成する段階とを更に含む。
前記接触電極は、前記第２の電極と前記画素電極とを電気的に接触させるように形成される。
前記接触部を形成する段階は、前記薄膜トランジスタアレイ上に接触支持部を形成する段階を更に含む。
前記接触電極は、前記接触支持部を覆うように形成される。
前記接触電極を形成する段階は、前記接触支持部が形成された前記薄膜トランジスタアレイ上に前記電導性高分子物質を塗布する段階と、前記電導性高分子物質が塗布された前記薄膜トランジスタアレイ上に、前記接触支持部の領域毎に溝を有するソフトモルドを加圧する段階と、前記ソフトモルドを除去する段階とを含む。
前記電導性高分子物質と前記ソフトモルドは、互いに反発力を有する極性を有するように設定される。
前記接触電極を形成する段階は、前記接触支持部上に供給ローラを通じて前記電導性高分子物質を配置する段階と、前記配置された電導性高分子物質に熱を加え、前記高分子物質が溶け落ちて前記接触支持部を覆うように形成する段階とを更に含む。
本発明に係る有機電界発光表示装置は、前記第１の基板及び前記第２の基板をシーラントで合着する段階を更に含む。
前述のように、本発明に係る有機電界発光表示装置及びその製造方法は、電導性高分子物質を使用して接触電極を形成することにより、発光アレイとＴＦＴアレイとを電気的に連結する接触電極は、従来の金属からなる接触電極とは異なり延性を有するため、合着時に圧力により接触電極が発光アレイの第２の電極と接触する際、接触面の完全な接触が可能になるため、接触の不良が発生しなくなる。従って、本発明に係る接触電極は、発光アレイの第２の電極との電気的接触における断線の問題が減少される。尚、本発明に係る有機電界発光表示装置及びその製造方法は、フォトリソグラフィ工程を使用して金属で形成する従来の技術とは異なり、電導性高分子物質を使用して接触電極を形成することにより、製造工程が単純化されると共に、費用が節減されるという効果がある。
前記目的の外、本発明の他の目的及び利点は、添付の図面を参照した本発明の好ましい実施の形態についての説明を通じて明らかに表れる。以下、本発明の好ましい実施の形態を図２ないし図７Ｃを参照して詳細に説明する。
図２は、本発明に係る上部発光方式の能動マトリクスタイプの有機電界発光表示装置を示す図面である。図２を参照すると、本発明に係る有機電界発光表示装置は、第１の基板１０１上に発光部が形成された発光アレイ１３０と、第２の基板１０２上に発光部を制御する薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）が形成されたＴＦＴアレイ１４０と、発光アレイ１３０とＴＦＴアレイ１４０を電気的に接触させる接触部１５０とを備え、シーラント１６０により第１の基板１０１及び第２の基板１０２が合着される。
発光アレイ１３０は、第１の基板１０１に順次積層されたカラーフィルターアレイ、第１の電極１１１、有機発光層１１５及び第２の電極１１７を備え、有機発光層１１５と第２の電極１１７とを分離させる隔壁１１３を更に備える。
カラーフィルターアレイは、光漏れを防止すると共に、外部光を遮断／吸収することによりコントラストを増大させるブラックマトリクス１０３、色の具現のためのカラーフィルター１０５、カラーフィルター１０５の色の再現の効果を増大させるための補助カラー層（ＣＣＭ（Ｃｏｌｏｒ Ｃｈａｎｇｅ Ｍｅｔｈｏｄ）層ともいう）１０７及びカラーフィルターアレイの平坦化のためのオーバーコート層１０９を含む。
有機発光層１１５は、正孔注入／輸送層１１５Ａ、発光層１１５Ｂ、電子注入／輸送層１１５Ｃを含む。
第１の電極１１１と第２の電極１１７との間に電圧が印加されると、第１の電極１１１から発生された正孔は、正孔注入／輸送層１１５Ａを通じて発光層１１５Ｂの方に移動される。尚、第２の電極１１７から発生された電子は、電子注入／電子輸送層１１５Ｃを通じて発光層１１５Ｂの方に移動される。これに従って、発光層１１５Ｂでは正孔と電子とが衝突して再結合することにより光が発生され、この光は、カラーフィルターアレイを通じて外部に放出され、画像が表示される。
ＴＦＴアレイ１４０は、第２の基板１０２に順次積層された半導体層１０４、ゲート絶縁膜１０６、ゲート電極１０８、層間絶縁膜１１０、ソース電極１１２及びドレイン電極１１６、保護膜１２０、画素電極１２２を備える。
半導体層１０４は、ｎ＋不純物が注入されたソース領域、ドレイン領域、ソース領域とドレイン領域との間に形成されたチャンネル領域を含み、オフ電流を減少させるために、チャンネル領域とソース領域及びドレイン領域との間にｎ−不純物が注入されたＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域を更に備えることもある。
ゲート電極１０８は、半導体層１０４のチャンネル領域とゲート絶縁膜１０６とを介し、重畳して形成される。ソース電極１１２及びドレイン電極１１６は、ゲート電極１０８と層間絶縁膜１１０とを介し、絶縁して形成される。この際、ソース電極１１２及びドレイン電極１１６は、ゲート絶縁膜１０６及び層間絶縁膜１１０を貫通するソースコンタクトホール１１４及びドレインコンタクトホール１１８を通じて半導体層１０４のソース領域及びドレイン領域とそれぞれ接続される。
画素電極１２２は、保護膜１２０を貫通する画素コンタクトホール１２４を通じてドレイン電極１１６と接続される。
このような発光アレイ１３０とＴＦＴアレイ１４０は、接触部１５０を通じて電気的に接触される。接触部１５０は、接触支持部１５２と接触電極１５４で構成される。接触支持部１５２は、金属物質として、フォトレジストパターンを用いたフォトリソグラフィ工程により形成される。接触電極１５４は、ポリアニリン（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール（Ｐｏｌｙｐｙｒｏｌｅ）、ポリサイオペン（Ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｅｎｅ）等の物質を使用して画素電極１２２の一部と接触支持部１５２とを覆うように形成され、第１の基板１０１及び第２の基板１０２の合着の際、発光アレイ１３０の第２の電極１１７と接触され、発光アレイ１３０とＴＦＴアレイ１４０とを電気的に連結する。
接触電極１５４を形成する方法を初めとする本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法について、図３Ａないし図３Ｆを参照して説明する。図３Ａないし図３Ｆは、発光アレイ１３０の製造過程を説明するために、図２に示す発光アレイ１３０の上部と下部とを反転させた図面である。
まず、図３Ａを参照すると、第１の基板１０１に不透明物質が蒸着された後、マスクを用いたフォトリソグラフィ工程とエッチング工程により不透明物質がパターニングされることにより、ブラックマトリクス１０３が形成される。
ブラックマトリクス１０３が形成された第１の基板１０１上に感光性の赤色樹脂Ｒが全面蒸着される。この赤色樹脂Ｒが蒸着された第１の基板１０１上に露光領域と遮断領域とを有するマスクが整列される。続いて、マスクを用いたフォトリソグラフィ工程とエッチング工程により露光領域を通じて露光された赤色樹脂Ｒは除去され、遮断領域を通じて露光されなかった赤色樹脂Ｒが残されるようになり、赤色カラーフィルター１０５Ｒが形成される。
赤色カラーフィルター１０５Ｒが形成された第１の基板１０１上に緑色樹脂Ｇが全面蒸着される。赤色カラーフィルター１０５Ｒの形成過程と同一なマスク工程を繰り返すことにより、緑色カラーフィルター１０５Ｇが形成される。
緑色カラーフィルター１０５Ｇが形成された第１の基板１０１上に青色樹脂Ｂが全面蒸着される。赤色カラーフィルター１０５Ｒ及び緑色カラーフィルター１０５Ｇの形成過程と同一なマスク工程を繰り返すことにより、青色カラーフィルター１０５Ｂが形成される。この際、赤色カラーフィルター１０５Ｒ、緑色カラーフィルター１０５Ｇ及び青色カラーフィルター１０５Ｂの互いに隣接する間隔は、それぞれブラックマトリクス１０３を介して約５ないし７μｍに設定される。
このような過程を通じて形成されたカラーフィルター１０５上に補助カラー層１０７が形成される。補助カラー層１０７は、カラーフィルター１０５と対応するように形成され、カラーフィルター１０５の色再現性を増大させる役割をする。
補助カラー層１０７まで形成された第１の基板１０１上に絶縁特性を有する透明な樹脂を塗布し、図３Ｂのように、オーバーコート層１０９が形成される。
オーバーコート層１０９が形成された第１の基板１０１上にスパッタリング等の蒸着方法を通じて透明電極物質が全面蒸着されることにより、図３Ｃのように、第１の電極１１１が形成される。透明電極物質としては、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）や錫酸化物（Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＴＯ）、またはインジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ ＺｉｎｃＯｘｉｄｅ：ＩＺＯ）等が用いられる。
第１の電極１１１が形成された第１の基板１０１上に有機絶縁物質または無機絶縁物質が蒸着または塗布された後、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により絶縁物質がパターニングされることにより、図３Ｄのように、隔壁１１３が形成される。隔壁１１３は、以後に形成される有機発光層１１５の分離ができるように逆テーパ構造を有する。図示していないが、第１の電極１１１と隔壁１１３との間には、絶縁膜を更に形成することもできる。
続いて、図３Ｅに示すように、隔壁１１３まで形成された第１の基板１０１上に各カラーフィルター１０５の領域に対応する有機発光層１１５が形成される。この際、有機発光層１１５は、単層または多層で構成することができ、図３Ｅのように多層で構成される場合には、正孔注入／輸送層１１５Ａ、発光層１１５Ｂ、電子注入／輸送層１１５Ｃが順次形成される。
有機発光層１１５まで形成された第１の基板１０１上にスパッタリング等の蒸着方法を通じて、図３Ｆのように、第２の電極１１７が形成される。第２の電極１１７は、アルミニウム（Ａｌ）やカルシウム（Ｃａ）、またはマグネシウム（Ｍｇ）のうち、一つを用いて形成されるか、リチウム・フルオリン／アルミニウム（ＬＩＦ／Ａｌ）等の二重金属層として形成されることができる。
図４Ａないし図４Ｇは、図２に示すＴＦＴアレイ１４０の製造過程を示す図面である。
まず、図４Ａを参照すると、第２の基板１０２上に非晶質シリコンが蒸着された後、脱水消化過程と熱とを用いた結晶化工程を通じて多結晶シリコン層が形成され、マスクを用いたフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によりシリコン層がパターニングされることにより半導体層１０４が形成される。
半導体層１０４は、ソース領域、ドレイン領域、ソース領域とドレイン領域との間に形成されるチャンネル領域に定義される。
第２の基板１０２と半導体層１０４との間には、図示していないが、窒化シリコン及び酸化シリコンのうち、少なくとも一つを含むバッハァ層を形成することもできる。
半導体層１０４が形成された第２の基板１０２上に窒化シリコン、酸化シリコン等の絶縁物質を用いて、図４Ｂのように、ゲート絶縁膜１０６が形成される。
ゲート絶縁膜１０６が形成された第２の基板１０２上にスパッタリング等の蒸着方法を通じてゲート金属物質が蒸着された後、マスクを用いたフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によりゲート金属物質がパターニングされることにより、図４Ｃのように、ゲート電極１０８が形成され、不純物が注入され半導体層１０４のソース領域及びドレイン領域が形成される。ゲート金属物質としては、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、タンタリウム（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）のうち、少なくとも一つを含む導電性金属が用いられる。
ゲート電極１０８が形成された第２の基板１０２上に絶縁物質が蒸着された後、マスクを用いたフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により絶縁物質がパターニングされることにより、図４Ｄに示すように、半導体層１０４のソース領域及びドレイン領域を露出させるソースコンタクトホール１１４及びドレインコンタクトホール１１８を含む層間絶縁膜１１０が形成される。
続いて、層間絶縁膜１１０が形成された第２の基板１０２上にスパッタリング等の蒸着方法を通じてソース金属層及びドレイン金属層が蒸着された後、マスクを用いたフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によりパターニングされることにより、半導体層１０４のソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接触するソース電極１１２とドレイン電極１１６が図４Ｅのように形成される。この際、ソース電極１１２とドレイン電極１１６は、それぞれソースコンタクトホール１１４及びドレインコンタクトホール１１８を通じて半導体層１０４と接触される。
ソース電極１１２及びドレイン電極１１６が形成された第２の基板１０２上に絶縁物質が蒸着された後、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により絶縁物質がパターニングされることにより、図４Ｆに示すように、ドレイン電極１１６を露出させる画素コンタクトホール１２４を有する保護膜１２０が形成される。
保護膜１２０が形成された第２の基板１０２上に導電性金属が蒸着された後、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により導電性金属がパターニングされることにより、ドレイン電極１１６と接触される画素電極１２２が図４Ｇのように形成される。この際、画素電極１２２は、画素コンタクトホール１２４を通じてドレイン電極１１６と接触される。
このような過程を通じて形成されたＴＦＴアレイ１４０の画素電極１２２上にフォトレジストパターンが形成されることにより、図５のように接触支持部１５２が形成される。
図６Ａないし図６Ｃは、接触支持部１５２上に接触電極１５４を形成する第１の実施の形態を示す図面である。
まず、図６Ａを参照すると、接触支持部１５２が形成されたＴＦＴアレイ１４０上に、ノズル噴射、スピンコーティング等の塗布工程を通じて電導性高分子１７２が塗布される。電導性高分子１７２としては、ポリアニリン（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール（Ｐｏｌｙｐｙｒｏｌｅ）、ポリサイオペン（Ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｅｎｅ）等が用いられる。本実施の形態においては、ソフトモルドを用いて、モルドで型をとってから固形化させるモルディング技法を使用する。このために、前記電導性高分子物質を熱やＵＶに硬化されることのできる高分子物質あるいはモノアクリルと混合して使用することもできる。
塗布された電導性高分子１７２上に、図６Ｂのように、ソフトモルド１７４が整列された後、ＴＦＴアレイ１４０との接触ができる程の圧力、即ち、ソフトモルド１７４自体の重さだけで電導性高分子１７２上に加圧される。
ソフトモルド１７４は、ポリディメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ、ＰＤＭＳ）、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）、クロス・リンクド・ノボラック樹脂（Ｃｒｏｓｓ‐ｌｉｎｋｅｄ Ｎｏｖｏｌａｃ ｒｅｓｉｎ）等の弾性の大きなゴム材料で製作され、ＴＦＴアレイ１４０上に電導性高分子１７２を残留させるパターン、即ち、ＴＦＴアレイ１４０の画素電極１２２と発光アレイ１３０の第２の電極１１７とを電気的に連結させるパターンと対応する溝１７１が形成される。ここで、ソフトモルド１７４は、本発明の出願人により先出願された２００３−０９８１２２号（特開２００４−３０２３６７号公報？？？）において提案されたところと同一なソフトモルドとして、疏水性または親水性に表面処理されるが、本発明においては、電導性高分子１７２と互いに反発力を有する性質に処理される。
ソフトモルド１７４とＴＦＴアレイ１４０の間の圧力によって発生する毛細管力と、ソフトモルド１７４と電導性高分子１７２の間の反発力とにより、電導性高分子１７２が図６Ｂのように、ソフトモルド１７４の溝１７１と接触支持部１５２の間に形成された空間の内部に移動する。その結果、ソフトモルド１７４の溝１７１パターンと反転転写されたパターン形状に、電導性高分子１７２パターンがＴＦＴアレイ１４０上に形成される。具体的に言うと、電導性高分子１７２パターンは、ＴＦＴアレイ１４０上の接触支持部１５２を覆い、画素電極１２２と接触される部分に形成される。
以後、加温処理、または光重合反応過程を通じて、熱硬化過程あるいは光硬化過程を用いて電導性高分子１７２パターンを固形化した後、ソフトモルド１７４がＴＦＴアレイ１４０から分離されると、図６Ｃに示すように、電導性高分子１７２に形成された接触電極１５４が形成される。
図７Ａないし図７Ｃは、接触支持部１５２上に接触電極１５４を形成する第２の実施の形態を示す図面である。
まず、図７Ａに示すように、ＴＦＴアレイ１４０に形成された接触支持部１５２上に電導性高分子１７２が表面に塗布された供給ローラ１７６を通じて電導性高分子１７２を配置する。第２の実施の形態において使用される電導性高分子１７２としては、第１の実施の形態と同じように、ポリアニリン（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール（Ｐｏｌｙｐｙｒｏｌｅ）、ポリサイオペン（Ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｅｎｅ）等が用いられる。しかし、本実施の形態においては、粘性の高い状態の電導性高分子物質を塗布した後、早い間のうち固化させるプリンティング技法を使用する。このために、前記電導性高分子物質は、容易に気化させることのできるアルコール系の有機溶剤と混合されることができる。
接触支持部１５２上に配置された電導性高分子１７２に、図７Ｂのように、溶媒が除去された状態から残されている電導性高分子のガラス転移温度以上に加熱する。すると、電導性高分子１７２が熱により軟化され、接触支持部１５２を完全に包みながらこぼれ落ち、ＴＦＴアレイ１４０の画素電極１２２と接触される。これに従って、図７Ｃに示すように、電導性高分子１７２に形成された接触電極１５４が形成される。
このように形成された発光アレイ１３０とＴＦＴアレイ１４０は、接触部１５０を通じて電気的に連結され得るように、図２のように、第１の基板１０１と第２の基板１０２の間に塗布されたシーラント１６０により合着される。この際、ＴＦＴアレイ１４０の画素電極１２２上に形成された接触部１５０の接触電極１５４が電導性高分子に形成され、低い表面エネルギーを有し、発光アレイ１３０の第２の電極１１７は、金属物質に形成され、高い表面エネルギーを有することにより、接触電極１５４と第２の電極１１７とが全部金属物質に形成された従来に比べ接触力が大幅向上される。尚、弾性力を有する電導性高分子の特性により、発光アレイ１３０の第２の電極１１７との接触の際、接触部１５０の間に厚さの差があったとしても断線するおそれが少なく、接触面積が大きくなるため、接触性が向上される。
それだけでなく、接触電極１５４を形成する方法において、従来にはマスク工程を使用することにより、工程の所要時間が長く、フォトレジスタ物質とストリップ溶液との浪費が多く、露光装置等の高価な装置が必要であるという問題点があったが、本発明においては、マスク工程を使用する必要がないため、従来に比べ製造工程が単純化され、費用が節減される。
従来の上部発光方式の能動マトリクスタイプの有機電界発光表示装置を示す図面である。 本発明に係る上部発光方式の能動マトリクスタイプの有機電界発光表示装置を示す図面である。 図２に示す発光アレイの製造過程を示す図面である。 図２に示す発光アレイの製造過程を示す図面である。 図２に示す発光アレイの製造過程を示す図面である。 図２に示す発光アレイの製造過程を示す図面である。 図２に示す発光アレイの製造過程を示す図面である。 図２に示す発光アレイの製造過程を示す図面である。 図２に示すＴＦＴアレイの製造過程を示す図面である。 図２に示すＴＦＴアレイの製造過程を示す図面である。 図２に示すＴＦＴアレイの製造過程を示す図面である。 図２に示すＴＦＴアレイの製造過程を示す図面である。 図２に示すＴＦＴアレイの製造過程を示す図面である。 図２に示すＴＦＴアレイの製造過程を示す図面である。 図２に示すＴＦＴアレイの製造過程を示す図面である。 図２に示す接触支持部の形成を説明するための図面である。 図２に示す接触電極を形成する第１の実施の形態を示す図面である。 図２に示す接触電極を形成する第１の実施の形態を示す図面である。 図２に示す接触電極を形成する第１の実施の形態を示す図面である。 図２に示す接触電極を形成する第２の実施の形態を示す図面である。 図２に示す接触電極を形成する第２の実施の形態を示す図面である。 図２に示す接触電極を形成する第２の実施の形態を示す図面である。
符号の説明
１、１０１ 第１の基板、２、１０２ 第２の基板、３、１０３ ブラックマトリクス、４、１０４ 半導体層、５、１０５ カラーフィルター、６、１０６ ゲート絶縁膜、７、１０７ 補助カラー層、８、１０８ ゲート電極、９、１０９ オーバーコート層、１０、１１０ 層間絶縁膜、１１、１１１ 第１の電極、１２、１１２ ソース電極、１３、１１３ 隔壁、１４、１１４ ソースコンタクトホール、１５、１１５ 有機発光層、１６、１１６ ドレイン電極、１７、１１７ 第２の電極、１８、１１８ ドレインコンタクトホール、２０、１２０ 保護膜、２２、１２２ 画素電極、２４、１２４ 画素コンタクトホール、３０、１３０ 発光アレイ、４０、１４０ ＴＦＴアレイ、５０、１５０ 接触部、５２、１５２ 接触支持部、５４、１５４ 接触電極、１７２ 電導性高分子物質、１７４ ソフトモルド、１７６ 供給ローラ。

Claims (20)

  1. 第１の基板上にカラーフィルターアレイと有機発光層が形成された発光アレイと、
    第２の基板上に前記発光アレイを制御するための薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタアレイと、
    前記発光アレイと前記薄膜トランジスタアレイを電気的に接触させる電導性高分子物質からなる接触電極と
    を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置。
  2. 前記電導性高分子物質は、ポリアニリン、ポリピロールあるいはポリサイオペンのうち、少なくとも何れか一つ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表示装置。
  3. 前記発光アレイは、
    前記第１の基板上に形成されるカラーフィルターアレイと、
    前記カラーフィルターアレイ上に形成される第１の電極と、
    前記第１の電極上に形成される有機発光層と、
    前記有機発光層上に形成される第２の電極と、
    前記第１の電極上に形成され、前記有機発光層と前記第２の電極を分離して画素領域を定義する隔壁と
    を更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表示装置。
  4. 前記カラーフィルターアレイは、
    前記第１の基板上の前記隔壁と対応する位置に形成されるブラックマトリクスと、
    前記ブラックマトリクスを介して形成される複数のカラーフィルターと、
    前記カラーフィルター上に形成される補助カラー層と、
    前記補助カラー層が形成された第１の基板上に形成されるオーバーコート層と
    を更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表示装置。
  5. 前記薄膜トランジスタアレイは、
    前記第２の基板上に形成され、チャンネル領域を介してソース領域及びドレイン領域が形成された半導体層と、
    ゲート絶縁膜を介して前記半導体層のチャンネル領域と重畳されるゲート電極と、
    前記ゲート絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に積層された層間絶縁膜を貫通するソースコンタクトホールを通じて前記半導体層のソース領域と接続されたソース電極と、
    前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜を貫通するドレインコンタクトホールを通じて前記半導体層のドレイン領域と接続されたドレイン電極と、
    前記層間絶縁膜、前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に積層された保護膜を貫通する画素コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と接続された画素電極と
    を更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表示装置。
  6. 前記接触電極は、前記第２の電極と前記画素電極とを電気的に接触させることを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光表示装置。
  7. 前記接触電極は、前記薄膜トランジスタアレイ上に形成される接触支持部を更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表示装置。
  8. 前記接触電極は、前記接触支持部を覆うように形成されることを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光表示装置。
  9. 前記第１の基板及び前記第２の基板は、シーラントを通じて合着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表示装置。
  10. 第１の基板及び第２の基板を設ける段階と、
    前記第１の基板上にカラーフィルターアレイと有機発光層を含む発光アレイを形成する段階と、
    前記第２の基板上に前記発光アレイを制御するための薄膜トランジスタを含む薄膜トランジスタアレイを形成する段階と、
    前記第２の基板上に前記発光アレイと前記薄膜トランジスタアレイを電気的に接触させながら電導性高分子物質を含む接触部を形成する段階と
    を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法。
  11. 前記発光アレイを形成する段階は、
    前記第１の基板上にカラーフィルターアレイを形成する段階と、
    前記カラーフィルターアレイ上に第１の電極を形成する段階と、
    前記第１の電極上に有機発光層を形成する段階と、
    前記有機発光層上に第２の電極を形成する段階と、
    前記第１の電極上に前記有機発光層と前記第２の電極を分離して画素領域を定義する隔壁を形成する段階と
    を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  12. 前記カラーフィルターアレイを形成する段階は、
    前記第１の基板上の前記隔壁と対応する位置にブラックマトリクスを形成する段階と、
    前記ブラックマトリクスを介して複数のカラーフィルターを形成する段階と、
    前記カラーフィルター上に補助カラー層を形成する段階と、
    前記補助カラー層が形成された第１の基板上にオーバーコート層を形成する段階と
    を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  13. 前記薄膜トランジスタアレイを形成する段階は、
    前記第２の基板上にチャンネル領域を介して形成されたソース領域及びドレイン領域を含む半導体層を形成する段階と、
    ゲート絶縁膜と介して前記半導体層のチャンネル領域と重畳されるゲート電極を形成する段階と、
    前記ゲート絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に積層された層間絶縁膜を貫通するソースコンタクトホールを通じて前記半導体層のソース領域と接続されたソース電極を形成する段階と、
    前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜を貫通するドレインコンタクトホールを通じて前記半導体層のドレイン領域と接続されたドレイン電極を形成する段階と、
    前記層間絶縁膜、前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に積層された保護膜を貫通する画素コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と接続された画素電極を形成する段階と
    を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  14. 前記接触電極は、前記第２の電極と前記画素電極とを電気的に接触させるように形成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表示装置の製造方法。
  15. 前記接触部を形成する段階は、前記薄膜トランジスタアレイ上に金属を含む接触支持部を形成する段階と、
    前記接触支持部上に接触電極を形成する段階と
    を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  16. 前記接触電極は、前記接触支持部を覆うように形成されることを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  17. 前記接触電極を形成する段階は、
    前記接触支持部が形成された前記薄膜トランジスタアレイ上に前記電導性高分子物質を塗布する段階と、
    前記電導性高分子物質が塗布された前記薄膜トランジスタアレイ上に、前記接触支持部の領域毎に前記接触電極の形状に相応する溝を有するソフトモルドを加圧する段階と、
    前記電導性高分子物質を固化させ、前記ソフトモルドの形状に対応する形状に形成する段階と、
    前記ソフトモルドを除去する段階と
    を含むことを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  18. 前記電導性高分子物質と前記ソフトモルドは、互いに反発力を持つ極性を有するように設定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表示装置の製造方法。
  19. 前記接触電極を形成する段階は、
    前記接触支持部上に供給ローラを通じて前記電導性高分子物質を配置する段階と、
    前記配置された電導性高分子物質に熱を加え、サーマルフローにより前記接触支持部を覆うように形成する段階と
    を含むことを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  20. 前記第１の基板及び前記第２の基板をシーラントで合着する段階を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
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