JP2009015344A - 有機電界発光素子とその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明による有機電界発光素子は、前記電源配線を隣接した画素に同時に連結する。
【解決手段】本発明は有機電界発光素子に係り、特に開口率を改善するための有機電界発光素子の構成とそれによる製造方法に関する。本発明による有機電界発光素子は、隣接した画素に構成される駆動素子の位置を相互に近接するように構成して一つの電源配線で同時に信号を受けるようにする。このようにすれば電源配線の本数を従来に比べて１／２に減らすことができるので有機電界発光素子の開口率及び輝度を改善して配線不良を防止できる。
【選択図】図５

Description

本発明は有機電界発光素子に係り、特に開口率を改善するための有機電界発光素子の構成とその製造方法に関する。
一般的に、有機電界発光素子は、電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）注入電極（ｃａｔhｏｄｅ）と正孔（hｏｌｅ）注入電極（ａｎｏｄｅ）から各々電子と正孔を発光層内部に注入させて、注入された電子と正孔が結合した励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が励起状態から基底状態に落ちる時発光する素子である。
このような原理によって従来の薄膜液晶表示素子（ＬＣＤ）とは違って別途の光源を必要としないので素子の体積と重量を減らすことができる長所がある。
また、有機電界発光素子は、高品位パネル特性（低電力、高輝度、高反応速度、低重量）を示す。このような特性のために有機電界発光素子は移動通信端末機、ＣＮＳ、ＰＤＡ、Ｃａｍｃｏｒｄｅｒ、Ｐａｌｍ ＰＣ等大部分のコンシューマー(ｃｏｎｓｕｍｅｒ)電子応用製品に用いることができる強力な次世代ディスプレーとして認められている。
また製造工程が単純なために生産原価を既存のＬＣＤより多く減らすことができる長所がある。
このような有機電界発光素子を駆動する方式は、パッシブ・マトリックス型とアクティブ・マトリックス型に分けることができる。
前記パッシブ・マトリックス型有機電界発光素子は、その構成が単純で製造方法も単純だが高い消費電力と表示素子の大面積化に難しさがあり、配線の数が増加すればするほど開口率が低下する短所がある。
反面アクティブ・マトリックス型有機電界発光素子は、高い発光効率と高画質を提供することができる長所がある。
図１は、関連技術の有機電界発光素子の構成を概略的に示した図面である。
図示したように、有機電界発光素子１０は、透明な第１基板１２の上部に薄膜トランジスタＴアレー部１４と、前記薄膜トランジスタアレー部１４の上部に第１電極１６と有機発光層１８と第２電極２０が構成される。
このとき、前記発光層１８は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーを表現するようにするため、一般的な方法では前記各画素Ｐごとに赤、緑、青色を発光する別途の有機物質をパターニングして用いる。
前記第１基板１２が吸湿剤２２が付着された第２基板２８とシーラント２６を通して合着されることによってカプセル化された有機電界発光素子１０が完成される。
このとき、前記吸湿剤２２は、カプセル内部に浸透する水分と酸素を除去するためのものであり、第２基板２８の一部をエッチングして、そのエッチングされた部分に吸湿剤２２を充填してテープ２５で固定する。
以下、図２を参照して有機電界発光素子の一画素に対応するアレー部を概略的に説明する。
図２は、関連技術の有機電界発光素子に含まれる薄膜トランジスタアレー部を概略的に示した平面図である。
一般的に、アクティブ・マトリックス型薄膜トランジスタアレー部は、基板１２に定義された複数の画素ごとにスイッチング素子ＴＳと駆動素子ＴＤとストレージキャパシタＣＳＴが構成され、動作の特性によって前記スイッチング素子ＴＳまたは駆動素子ＴＤは各々一つ以上の薄膜トランジスタの組合せで構成されることができる。
このとき、前記基板１２は、透明な絶縁基板を使用し、その材質としてはガラスやプラスチックを例に挙げることができる。
図示したように、基板１２上に相互に所定間隔離隔して１方向に構成されたゲート配線３２と、前記ゲート配線３２と絶縁膜をはさんで相互に交差するデータ配線３４が構成される。
同時に、前記データ配線３４と平行に離隔された位置に１方向に電源配線３５が構成される。
前記スイッチング素子ＴＳと駆動素子ＴＤとして各々ゲート電極３６、３８とアクティブ層４０、４２とソース電極４６、４８及びドレイン電極５０、５２を含む薄膜トランジスタが用いられる。
前述した構成において、前記スイッチング素子ＴＳのゲート電極３６は、前記ゲート配線３２と連結されて、前記ソース電極４６は前記データ配線３４と連結される。
前記スイッチング素子ＴＳのドレイン電極５０は、前記駆動素子ＴＤのゲート電極３８と第１コンタクトホール５４を通して連結される。
前記駆動素子ＴＤのソース電極４８は、前記電源配線３６と第２コンタクトホール５６を通して連結される。
また、前記駆動素子ＴＤのドレイン電極５２は、画素部Ｐに構成された第１電極１６と接触するように構成される。
このとき、前記電源配線３５とその下部の多結晶シリコン層である第１電極１６は、絶縁膜をはさんで重なりストレージキャパシタＣＳＴを形成する。
以下、図３を参照して前述したように構成された薄膜トランジスタアレー部を含む有機電界発光素子の断面構成を説明する。
図３は、図２のIII−IIIに沿って切断した有機電界発光素子の断面図である。（駆動素子と発光部の断面のみを示した図面である。）
図示したように、有機電界発光素子は、ゲート電極３８と、アクティブ層４２とソース電極５６とドレイン電極５２を含む駆動素子である薄膜トランジスタＴＤが構成されて、駆動素子ＴＤの上部には絶縁膜５７をはさんで駆動素子ＴＤのドレイン電極５２と接触する第１電極１６と、第１電極１６の上部に特定した色の光を発光する発光層１８と、発光層１８の上部には第２電極２０が構成される。発光層１８と第１電極１６及び第２電極２０は有機電界発光ダイオードＤＥＬを構成する。
前記駆動素子ＴＤとは並列でストレージキャパシタＣＳＴが構成され、ソース電極５６はストレージキャパシタＣＳＴの第２キャパシタ電極（電源配線）３５と接触して構成され、前記第２キャパシタ電極３５の下部には第１キャパシタ電極１５が構成される。
前記駆動素子ＴＤとストレージキャパシタＣＳＴと有機発光層１８が構成された基板の全面には第２電極２０が構成される。
前述したように構成された有機電界発光素子の全体的な構成は、以下図４を参照すると分かる。
以下、図４は関連技術の有機電界発光素子の等価回路図である。
図示したように、基板１２の全面に相互に離隔して平行に構成されたデータ配線３４と電源配線３５が構成されていて、前記データ配線３４と電源配線３５と垂直に交差した前記データ配線３４とは画素領域Ｐを定義するゲート配線３２が構成される。
前記画素領域Ｐ内には前述した構成でスイッチング素子ＴＳと駆動素子ＴＤとキャパシタＣＳＴが構成される。
前述した構成において、前記電源配線３５の構成により発光部の面積が小さくなる短所がある。発光部の面積が小さくなれば同一の輝度を示すために必要な電流密度が大きくなって有機電界発光素子の寿命に大きい影響を及ぼすようになる。
また、背面発光時に最小３本以上の配線によって開口率の低下を引き起こして十分な輝度を出すためにさらに多くの電流を必要とするためにさらに深刻な問題になることがある。
そして、配線数の数が増加するほどライン性不良が増加する可能性が大きくなって収率を低下する要因として働く。
本発明は前述した問題を解決するための目的で提案されたものであって、本発明による有機電界発光素子は、前記電源配線を隣接した画素に同時に連結する。
このような構成は、前記電源配線の本数を１／２に減らすことができるので従来に比べて開口率がけたはずれに改善されて、電流レベルを高めなくても良いので素子の寿命を延ばすことができる。
また、配線が減るためにライン性不良が発生する確率を減らすことができる。
前述したような目的を達成するための本発明による有機電界発光素子は基板と；前記基板上部の複数本のゲート配線と；前記複数本のゲート配線と相互に交差する前記基板上部の複数本のデータ配線と；前記基板上部に形成されて相互に連結される複数個のスイッチング素子及び駆動素子と；前記基板上部に形成されて前記複数本のデータ配線に平行して少なくとも二個の前記駆動素子と電気的に連結される電源配線を含む。
さらにまた、本発明による有機電界発光素子は、第１基板と；前記第1基板と向かい合って離隔されている第２基板と；前記第１基板の内側面に形成される複数本のゲート配線と；前記第１基板の内側面に形成されて前記複数本のゲート配線と交差する複数本のデータ配線と；前記第１基板の上部に形成されて相互に連結される複数個のスイッチング素子及び駆動素子と；前記複数本のデータ配線に平行して前記複数個の駆動素子のうち少なくとも二個と電気的に連結される電源配線と；前記複数個の駆動素子と連結される複数個の連結電極と；前記第２基板の内側面に形成される複数個の第１電極と；前記複数個の第１電極上部に形成される有機電界発光層と；前記有機電界発光層上部に形成されて、各々が前記複数個の連結電極中の一つと接触する複数個の第２電極を含む。
さらにまた、本発明による有機電界発光素子の製造方法は、第１基板上にポリシリコンを含む複数個のスイッチングアクティブ層、複数個の駆動アクティブ層と複数個のアクティブパターンを形成する段階と；前記複数個のスイッチングアクティブ層、複数個の駆動アクティブ層と複数個のアクティブパターン上部に第１絶縁膜を形成する段階と；前記第１絶縁膜上部に前記複数個のスイッチングアクティブ層上に延びる複数個のスイッチングゲート電極を形成する段階と；前記第１絶縁膜上部に前記複数個の駆動アクティブ層上に延びる複数個の駆動ゲート電極を形成する段階と；前記複数個のスイッチングアクティブ層、複数個の駆動アクティブ層と複数個のアクティブパターンを不純物でドーピングして前記複数個のスイッチングアクティブ層の各々にスイッチングソース領域とスイッチングドレイン領域を形成して、前記複数個の駆動アクティブ層の各々に駆動ソース領域と駆動ドレイン領域を形成する段階と；前記複数個のスイッチングゲート電極と複数個の駆動ゲート電極上部に第２絶縁膜を形成する段階と；前記第２絶縁膜上部に電源配線を形成する段階と；前記電源配線上部に第３絶縁膜を形成する段階と；前記第３絶縁膜上部に前記スイッチングソース領域と接触する複数個のスイッチングソース電極を形成する段階と；前記第３絶縁膜上部に前記スイッチングドレイン領域と接触する複数個のスイッチングドレイン電極を形成する段階と；前記第３絶縁膜上部に前記駆動ソース領域と接触する複数個の駆動ソース電極を形成する段階と；前記第３絶縁膜上部に前記駆動ドレイン領域と接触してそのうち少なくとも二個は前記電源配線に連結される複数個の駆動ドレイン電極を形成する段階を含む。
本発明による有機電界発光素子は、相互に隣接した画素に対して一つの電源配線を形成することによって、既存に比べて電源配線の本数を１／２に減らす結果を得ることができる。
したがって、開口率をけたはずれに改善する効果があるのみならず、ライン不良を防止できて材料費を節約できるので生産収率を改善する効果がある。
以下、添付した図面を参照して本発明による望ましい実施例を説明する。
−−第１実施例−−
本発明は電源配線を構成することにおいて、隣接した画素に構成された各駆動素子のソース電極が一つの電源配線に同時に連結されるように構成することを特徴とする。
以下、図５は本発明による有機電界発光素子の等価回路図である。
図示したように、相互に所定間隔平行に離隔された電源配線１１２とデータ配線１１１を構成して、前記データ配線１１１と交差した画素領域Ｐを定義するゲート配線１０１を構成する。
前記画素領域Ｐ内にはデータ配線１１１と連結された図２で説明した構成で配置するスイッチング素子ＴＳと駆動素子ＴＤとストレージキャパシタＣＳＴと有機電界発光ダイオードＤＥＬが構成される。
前述した構成において、前記電源配線１１２は、相互に平行に隣接した画素領域Ｐに構成された隣接駆動素子ＴＤ１、ＴＤ２と同時に連結されるように構成する。
このような構成は、前記電源配線１１２の本数を１／２に減らして開口率をさらに確保することができるのみならず材料費を節減して生産性を改善することができる構成である。
以下、図６を参照して前述したような等価回路構成を有する本発明による有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレー部の構成を詳細に説明する。
図６は、本発明による有機電界発光素子に構成される薄膜トランジスタアレー部の一部を概略的に示した平面図である。
図示したように、基板１００上に１方向にゲート配線１０１を形成して、前記ゲート配線１０１と垂直に交差する第１及び２データ配線１１１、１１１′と電源配線１１２を形成する。第１及び２データ配線１１１、１１１′と電源配線１１２は相互に平行して一定間隔離隔されている。
前記ゲート配線１０１と第１及び２データ配線１１１、１１１′が交差する領域を各々第１及び２画素領域Ｐ１、Ｐ２と称し、各画素領域Ｐ１、Ｐ２には第１及び２スイッチング素子ＴＳ１、ＴＳ２と第１及び２駆動素子ＴＤ１、ＴＤ２と第１及び２ストレージキャパシタＣＳＴ１、ＣＳＴ２が構成される。
前記第１及び２ストレージキャパシタＣＳＴ１、ＣＳＴ２は、電源配線１１２を第１キャパシタ電極として共通で用いて、その下部の第１及び２アクティブパターン１０５、１０５′を各々第２キャパシタ電極として用いる。
前記第１スイッチング素子ＴＳ１は、スイッチングアクティブ層１０３、スイッチングゲート電極１０７、スイッチングソース電極１１７とスイッチングドレイン電極１１９を含んで、第１駆動素子ＴＤ１は駆動アクティブ層１０３、駆動ゲート電極１０８、駆動ソース電極１１６と駆動ドレイン電極１１８を含む。前記スイッチングドレイン電極１１９は前記駆動ゲート電極１０８と電気的に接触するように構成する。
前記スイッチングソース電極１１７は、データ配線１１１と連結されて映像信号の印加を受け、前記駆動ドレイン電極１１８は有機電界発光ダイオード（図示せず）の第１電極１２２と連結されるようにして、駆動ソース電極１１６は電源配線１１２と連結されるようにする。第２スイッチング素子ＴＳ２及び第２駆動素子ＴＤ２の構成は第１スイッチング素子ＴＳ１及び第１駆動素子ＴＤ１の構成と各々同様である。
前述した構成において、前記電源配線１１２は、隣接した第１及び２画素Ｐ１、Ｐ２に構成される隣接した第１及び２駆動ソース電極１１６、１１６′に同時に連結されるように構成する。したがって、第１及び２駆動素子ＴＤ１、ＴＤ２は電源配線１１２に対して対称になるように第１及び２画素領域Ｐ１、Ｐ２に配置される。また、多結晶シリコンからなる隣接した第１及び２アクティブパターン１０５、１０５′は各々隣接した第１及び２画素領域Ｐ１、Ｐ２の第１及び２スイッチングアクティブ層１０３、１０３′から延長形成される。
このような構成は、全体的に前記電源配線１１２の本数を１／２に減らす効果があるために従来に比べて開口率が改善されて、ライン性不良を防止できる長所がある。特に、背面発光方式の有機電界発光素子における開口率は一般的に制限的なので開口率改善は背面発光方式の有機電界発光素子においてさらに効果的である。
以下、図７Ａないし図７Ｅを参照して本発明による有機電界発光素子の断面構造と製造方法を説明する。（隣接した画素に構成された各駆動素子とこれに連結された発光部の断面を参照して説明する。）
図７Ａないし図７Ｅは、図６のＶＩＩ−ＶＩＩに沿って切断した断面図である。
図７Ａに示したように、前記基板１００の上部に絶縁物質からなるバッファ層（第１絶縁層：１０２）を形成する。
前記バッファ層１０２が形成された基板１００は、隣接した第１及び２画素領域Ｐ１、Ｐ２と、隣接した第１及び２キャパシタ領域Ｃ１、Ｃ２を定義する。各画素領域Ｐ１、Ｐ２はスイッチング領域（図示せず）と駆動領域Ｄを含む。
次に、多結晶シリコンからなる第１スイッチングアクティブ層（図示せず）、第１駆動アクティブ層１０４と第１アクティブパターン１０５をスイッチング領域、駆動領域Ｄと第１キャパシタ領域Ｃ１のバッファ層１０２上部に各々形成する。同様に、多結晶シリコンからなる第２スイッチングアクティブ層（図示せず）、第２駆動アクティブ層１０４′と第２アクティブパターン１０５′をスイッチング領域、駆動領域Ｄと第２キャパシタ領域Ｃ２のバッファ層１０２上部に各々形成する。隣接した第１及び２キャパシタ領域Ｃ１、Ｃ２の第１及び２アクティブパターン１０５、１０５′は隣接した第１及び２画素領域Ｐ１、Ｐ２のスイッチング領域の第１及び２スイッチングアクティブ層から延長形成される。
連続して、前記アクティブパターンが形成された基板１００の全面に絶縁物質を蒸着して第２絶縁膜であるゲート絶縁膜１０６を形成した後、前記第１及び２スイッチングアクティブ層（図示せず）と第１及び２駆動アクティブ層１０４、１０４′上部の第２絶縁膜１０６上に第１及び２スイッチングゲート電極（図示せず）と第１及び２駆動ゲート電極１０８、１０８′を各々形成する。
前記ゲート絶縁膜１０６は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む無機絶縁物質グループ中から選択された一つを蒸着して形成し、前記第１及び２スイッチングゲート電極（図示せず）と第１及び２駆動ゲート電極１０８、１０８′は、アルミニウム（Ａｌ）とアルミニウム合金と銅（Ｃｕ）とタングステン（Ｗ）とタンタル（Ｔａ）とモリブデン（Ｍｏ）を含んだ導電性金属グループ中から選択された一つで形成する。
また、前記ゲート絶縁膜１０６は、蒸着後そのまま置くこともでき、前記第１及び２スイッチングゲート電極（図示せず）と第１及び２駆動ゲート電極１０８、１０８′と同一な形状にエッチングすることもできる。
次に、前記第１及び２スイッチングアクティブ層、第１及び２駆動アクティブ層１０４、１０４′と第１及び２アクティブパターン１０５、１０５′を不純物ドーピングする。不純物ドーピング時に、第１駆動ゲート電極１０８をドーピングマスクとして利用するので、ドーピング後第１駆動アクティブ層１０４は第１駆動チャネル領域１０４ａ、第１駆動ソース電極１０４ｂと第１駆動ドレイン電極１０４ｃに区分されるようになる。同様に、ドーピング後第２駆動アクティブ層１０４′は第２駆動チャネル領域１０４ａ′、第２駆動ソース電極１０４ｂ′と第２駆動ドレイン電極１０４ｃ′に区分されるようになる。図７Ａには図示しなかったが、第１及び２スイッチングアクティブ層も第１及び２駆動チャネル領域、第１及び２駆動ソース電極と第１及び２駆動ドレイン電極に各々区分されるようになる。
次に、前記ゲート電極１０８が形成された基板１００の全面に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む無機絶縁物質グループ中から選択された一つで層間絶縁膜（第３絶縁膜：１１０）を形成する。
連続して、前記層間絶縁膜１１０上部領域中相互に隣接する第１及び２画素領域Ｐ１、Ｐ２間に１方向に構成された電源配線１１２を形成する。
前記電源配線１１２は、前述したようなアルミニウム（Ａｌ）とアルミニウム合金と銅（Ｃｕ）とタングステン（Ｗ）とタンタル（Ｔａ）とモリブデン（Ｍｏ）を含んだ導電性金属グループ中から選択された一つで形成する。
図７Ｂに示したように、前記電源配線１１２が形成された基板１００の全面に第４絶縁膜１１３を形成してパターニングにより、第１及び２スイッチングソースコンタクトホール（図示せず）、第１及び２スイッチングドレインコンタクトホール（図示せず）、第１及び２駆動ソースコンタクトホール１１４ａ、１１４ａ′、第１及び２駆動ドレインコンタクトホール１１４ｂ、１１４ｂ′と第１及び２電源コンタクトホール１１５、１１５′を形成する。第１駆動ソースコンタクトホール１１４ａと第１駆動ドレインコンタクトホール１１４ｂは第１駆動ソース領域１０４ｂと第１駆動ドレイン領域１０４ｃを各々露出し、同様に第１スイッチングソースコンタクトホールと第１スイッチングドレインコンタクトホールは第１スイッチングソース領域と第１スイッチングドレイン領域を各々露出する。前記電源配線１１２を露出する第１及び２電源コンタクトホール１１５、１１５′は隣接した第１及び２画素領域Ｐ１、Ｐ２の駆動領域Ｄに各々配置される。
次に、図７Ｃに示したように、第４絶縁膜１１３が形成された基板１００の全面に前述したようなアルミニウム（Ａｌ）とアルミニウム合金と銅（Ｃｕ）とタングステン（Ｗ）とタンタル（Ｔａ）とモリブデン（Ｍｏ）を含んだ導電性金属を蒸着してパターニングして、第１及び２スイッチングソース電極（図示せず）、第１及び２スイッチングドレイン電極（図示せず）、第１及び２駆動ソース電極１１６、１１６′と第１及び２駆動ドレイン電極１１８、１１８′を形成する。前記第１駆動ソース電極１１６と第１駆動ドレイン電極１１８は第１駆動ソース領域１０４ｂと第１駆動ドレイン領域１０４ｃに各々連結される。図７Ｃに図示しなかったが、同様に第１スイッチングソース電極と第１スイッチングドレイン電極は第１スイッチングソース領域と第１スイッチングドレイン領域に各々連結される。
このとき、前記第１及び２駆動ソース電極１１６、１１６′は、同一な電源配線１１２に第１及び２電源コンタクトホール１１５、１１５′を通して各々連結される。
このような構成は、一つの電源配線１１２を利用して相互に隣接した第１及び２画素領域Ｐ１、Ｐ２に構成された第１及び２駆動素子ＴＤ１、ＴＤ２に同一な信号を印加することができる構成である。第１及び２駆動素子ＴＤ１、ＴＤ２は電源配線１１２に対して対称的に配置することができ、第１及び２駆動ゲート電極１０８、１０８′は第１及び２スイッチングドレイン電極（図示せず）に各々連結される。
次に、図７Ｄに示したように、前記ソース及びドレイン電極１１６、１１８が形成された基板１００の全面に第５絶縁膜１２０を形成してパターニングして、前記第１及び２駆動ドレイン電極１１８、１１８′を露出する工程を進める。
連続して、前記第５絶縁膜１２０上部に第１及び２下部電極１２２、１２２′を形成する。前記第１及び２下部電極１２２、１２２′は第１及び２駆動ドレイン電極１１８、１１８′に各々連結される。また、前記第１及び２下部電極１２２、１２２′は第１及び２画素領域Ｐ１、Ｐ２まで各々延びる。前記第１及び２下部電極１２２、１２２′はホール注入電極である陽極（ａｎｏｄｅ）をなしていて、主にＩＴＯ（インジウム−スズ−オキサイド）またはＩＺＯ（インジウム−亜鉛−オキサイド）のような仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が高い透明な物質を含む。
図７Ｅに示したように、前記第１及び２下部電極１２２、１２２′が形成された基板１００の全面に第６絶縁膜１２４を形成した後パターニングして、前記第１及び２下部電極１２２、１２２′を露出する工程を進める。
連続して、前記第１及び２下部電極１２２、１２２′の上部に単層または多層で構成された第１及び２発光層１２６、１２６′を各々形成する。
次に、前記第１及び２発光層１２６、１２６′の上部に電子注入電極である陰極をなす上部電極１２８を基板の全面に形成する工程を進めるのに、上部電極１２８はカルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属グループ中から選択された一つで形成する。
前述したような工程を通して本発明による有機電界発光素子を製作することができる。
以下、第２実施例は本発明の変形例であって、前記薄膜トランジスタアレー部と発光部を別途に形成してこれを合着して構成した有機電界発光素子を提案する。
−−第２実施例−−
本発明の第２実施例は、第１実施例のように形成された薄膜トランジスタアレー部と発光部を別途に構成してこれを合着する方法で有機電界発光素子を製作することを特徴とする。
図８は、本発明の第２実施例による有機電界発光素子の構成を概略的に示した断面図である。
図８に図示した図面は、有機電界発光素子の一部に対応する発光部を図示したものである。
図示したように、第１実施例で説明した本発明による薄膜トランジスタＴアレー部が構成された第１基板１００と、ホール注入電極である第１電極２０２と発光層２０８と電子注入電極である第２電極２１０が構成された第２基板２００をシーラント３００を通して合着することによって有機電界発光素子を製作する。
このとき、前記薄膜トランジスタＴに連結された連結パターン１４０は、前記第１基板１００と第２基板２００を合着する工程中に前記第２電極２１０と接触するようになる。
前述した構成において、前記薄膜トランジスタアレー部は、前述した図７Ａないし図７Ｃの工程と同一であるのでこれを省略する。
単に、前記図７Ｃの工程であるソース及びドレイン電極を形成した後、駆動素子のドレイン電極と接触する前記連結パターン１４０を形成する工程が進められることが第１実施例の工程とは異なる点である。
以下、図９Ａないし図９Ｃを参照して、本発明の第２実施例による発光部の形成工程を説明する。
図９Ａないし図９Ｃは、本発明の第２実施例による有機電界発光素子の構成を示した図面である。
図９Ａに示したように、透明な絶縁基板２００上に第１電極２０２を形成する。
前記第１電極２０２は、有機発光層（図示せず）にホール（ｈｏｌｅ）を注入する電極である陰極（ｃａｔhｏｄｅ）を構成するのに、アルミニウム（Ａｌ）とカルシウム（Ｃａ）とマグネシウム（Ｍｇ）中から選択された一つで形成したりリチウムフッ素／アルミニウム（ＬｉＦ／Ａｌ）の二重金属層で形成することができる。
次に、図９Ｂに示したように、前記第１電極２０２の上部に前記各画素領域Ｐに対応して位置して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を発光する有機発光層２０４を形成する。
このとき、前記有機発光層２０４は、単層または多層で構成することができ、前記有機膜が多層で構成される場合には、主発光層２０４ａにホール輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）２０４ｂと電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）２０４ｃをさらに構成する。
次に、図９Ｃに示したように、前記発光層２０４の上部にホールを注入する陽極役割を有する第２電極２０６を形成する工程を進める。
前記第２電極２０６は、各画素領域Ｐに対応して配置し、相互に独立するように構成する。
前記第２電極２０６を形成する物質は、ＩＴＯまたはＩＺＯのような仕事関数が高い透明な物質で形成することができる。
前述したように形成された発光部と、前で連結電極が形成された薄膜トランジスタアレー部を合着することによって本発明の第２実施例による有機電界発光素子を製作することができる。
関連技術の有機電界発光素子を概略的に示した断面図である。 関連技術の有機電界発光素子を概略的に示した平面図である。 図２のIII−IIIを沿って切断した断面図である。 関連技術の有機電界発光素子の等価回路を示した図面である。 本発明による有機電界発光素子の等価回路を示した図面である。 本発明による有機電界発光素子を示した平面図である。 本発明による有機電界発光素子の製造方法を図示する図６のVII−VIIの断面図である。 本発明による有機電界発光素子の製造方法を図示する図６のVII−VIIの断面図である。 本発明による有機電界発光素子の製造方法を図示する図６のVII−VIIの断面図である。 本発明による有機電界発光素子の製造方法を図示する図６のVII−VIIの断面図である。 本発明による有機電界発光素子の製造方法を図示する図６のVII−VIIの断面図である。 本発明のまた他の実施例による有機電界発光素子の断面図である。 本発明のまた他の実施例による有機電界発光ダイオードの製造工程を示した工程断面図である。 本発明のまた他の実施例による有機電界発光ダイオードの製造工程を示した工程断面図である。 本発明のまた他の実施例による有機電界発光ダイオードの製造工程を示した工程断面図である。
符号の説明
１０１：ゲート配線
１１１：データ配線
１１２：電源配線

Claims (29)

  1. 有機電界発光素子であって、
    基板と；
    前記基板上部の複数本のゲート配線と；
    各々が前記複数本のゲート配線と相互に交差する前記基板上部の複数本のデータ配線と；
    前記基板上部に形成されて相互に連結される複数個のスイッチング素子及び駆動素子とを含み、該複数のスイッチング素子の各々が１つのアクティブ層と該アクティブ層上のゲート絶縁層と該ゲート絶縁層上のスイッチングゲート電極とを含み、；
    前記基板上部に形成され、前記複数本のデータ配線に平行する電源配線とを含み、
    該電源配線は、該電源配線の下にある複数のアクティブ層のうちの少なくとも２つから延在している複数のアクティブパターンと該複数の駆動素子のうちの少なくとも２つとに電気的に接続され、該複数のアクティブパターンは、該電源配線と重畳しており、
    該複数のアクティブパターンと該電源配線は、それぞれ、第１のキャパシタ電極と第２のキャパシタ電極として使用され、それにより、１つのストレージキャパシタを形成する有機電界発光素子。
  2. 前記複数個の駆動素子各々は、ゲート電極とアクティブ層とソース電極とドレイン電極を含む薄膜トランジスタ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。
  3. 前記電源配線は、前記複数個の駆動素子のうちの少なくとも二個の駆動素子の前記ソース電極と連結されることを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光素子。
  4. 請求項２に記載の有機電界発光素子において、
    各々が該複数の駆動素子のうちの１つと接続される複数の第１の駆動電極と；
    該複数の第１の駆動電極上に位置する有機電界発光層と；
    該有機電界発光層上に位置する複数の第２の電極と；
    をさらに含むことを特徴とする有機電界発光素子。
  5. 前記複数個の第１電極は、前記複数個の駆動素子のドレイン電極と連結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. 前記複数個の第１電極各々は、前記有機電界発光層にホールを注入する陽極であり、前記複数個の第２電極各々は前記有機電界発光層に電子を注入する陰極であ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。
  7. 前記複数個の第１電極各々は、インジウム−スズ−オキサイドとインジウム−亜鉛−オキサイドのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光素子。
  8. 前記複数個の第２電極各々は、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）とマグネシウム（Ｍｇ）のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光素子。
  9. 前記複数個のスイッチング素子は、前記複数本のゲート配線及びデータ配線と連結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。
  10. 前記複数個の駆動素子は、前記複数個のスイッチング素子に連結される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. 前記複数個のスイッチング素子のうちの少なくとも二個から延びた複数個のアクティブ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。
  12. 前記電源配線は、前記複数個のアクティブパターンと重畳されることを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光素子。
  13. 前記複数個の駆動素子のうちの少なくとも二個は、前記電源配線に対して対称的に配置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。
  14. 有機電界発光素子であって、
    第１基板と；
    前記第１基板と向かい合って離隔されている第２基板と；
    前記第１基板の内側面に形成される複数本のゲート配線と；
    前記第１基板の内側面に形成されて、各々が前記複数本のゲート配線と交差する複数本のデータ配線と；
    前記第１基板の上部に形成されて相互に連結される複数個のスイッチング素子及び駆動素子とを含み、該複数のスイッチング素子の各々は、１つのアクティブ層と該アクティブ層上のゲート絶縁層と該ゲート絶縁層上のスイッチングゲート電極とを含み、；
    該第１基板上の前記複数本のデータ配線に平行に配置され、該複数の駆動素子のうちの少なくとも２つと電気的に接続された電源配線と；
    前記複数個の駆動素子と連結される複数個の連結電極と；
    前記第２基板の内側面に形成される複数個の第１電極と；
    前記複数個の第１電極上部に形成される有機電界発光層と；
    前記有機電界発光層上部に形成されて、各々が前記複数個の連結電極のうちの一つと接触する複数個の第２電極とを含み、
    該電源配線は、該電源配線の下に位置する該複数のアクティブ層のうちの少なくとも２つから延在する複数のアクティブパターンに電気的に接続され、該複数のアクティブパターンは、該電源配線と重複しており、
    該アクティブパターンと該電源配線は、それぞれ、第１のキャパシタ電極と第２のキャパシタ電極として使用され、それにより、１つのストレージキャパシタを形成する有機電界発光素子。
  15. 前記複数個の駆動素子各々は、ゲート電極とアクティブ層とソース電極とドレイン電極を含む薄膜トランジスタで構成される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. 前記電源配線は、前記複数個の駆動素子のうちの少なくとも二個の駆動素子の前記ソース電極と連結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素子。
  17. 前記複数個の連結電極は、前記複数個の駆動素子のドレイン電極と連結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素子。
  18. 前記複数個の第１電極各々は、前記有機電界発光層に電子を注入する陰極であり、前記複数個の第２電極各々は前記有機電界発光層にホールを注入する陽極であることを特徴とする請求項１４に記載の有機電界発光素子。
  19. 前記複数個の第１電極各々は、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）とマグネシウム（Ｍｇ）のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１８に記載の有機電界発光素子。
  20. 前記複数個の第２電極各々は、インジウム−スズ−オキサイドとインジウム−亜鉛−オキサイドのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１８に記載の有機電界発光素子。
  21. 前記複数個のスイッチング素子は、前記複数本のゲート配線及びデータ配線と連結されることを特徴とする請求項１４に記載の有機電界発光素子。
  22. 前記複数個のスイッチング素子のうちの少なくとも二個から延びた複数個のアクティブパター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。
  23. 前記電源配線は、前記複数個のアクティブパターンと重畳されることを特徴とする請求項２２に記載の有機電界発光素子。
  24. 前記複数個の駆動素子のうちの少なくとも二個は、前記電源配線に対して対称的に配置されることを特徴とする請求項１４に記載の有機電界発光素子。
  25. 有機電界発光素子製造方法であって、
    第１基板上にポリシリコンを含む複数個のスイッチングアクティブ層、複数個の駆動アクティブ層と複数個のアクティブパターンを形成する段階と；
    前記複数個のスイッチングアクティブ層、複数個の駆動アクティブ層と複数個のアクティブパターン上部に第１絶縁膜を形成する段階と；
    前記第１絶縁膜上部に前記複数個のスイッチングアクティブ層上に延びる複数個のスイッチングゲート電極を形成する段階と；
    前記第１絶縁膜上部に前記複数個の駆動アクティブ層上に延びる複数個の駆動ゲート電極を形成する段階と；
    前記複数個のスイッチングアクティブ層、複数個の駆動アクティブ層と複数個のアクティブパターンを不純物でドーピングして前記複数個のスイッチングアクティブ層の各々にスイッチングソース領域とスイッチングドレイン領域を形成して、前記複数個の駆動アクティブ層の各々に駆動ソース領域と駆動ドレイン領域を形成する段階と；
    前記複数個のスイッチングゲート電極と複数個の駆動ゲート電極上部に第２絶縁膜を形成する段階と；
    前記第２絶縁膜上部に電源配線を形成する段階と；
    前記電源配線上部に第３絶縁膜を形成する段階と；
    前記第３絶縁膜上部に前記スイッチングソース領域と接触する複数個のスイッチングソース電極を形成する段階と；
    前記第３絶縁膜上部に前記スイッチングドレイン領域と接触する複数個のスイッチングドレイン電極を形成する段階と；
    前記第３絶縁膜上部に前記駆動ソース領域と接触する複数個の駆動ソース電極を形成する段階と；
    前記第３絶縁膜上部に前記駆動ドレイン領域と接触してそのうち少なくとも二個は前記電源配線に連結される複数個の駆動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有機電界発光素子製造方法。
  26. 前記複数個のスイッチングソース電極、複数個のスイッチングドレイン電極、複数個の駆動ソース電極と複数個の駆動ドレイン電極上部に第４絶縁膜を形成する段階と；
    前記第４絶縁膜上部に前記複数個の駆動ドレイン電極に接触する複数個の第１電極を形成する段階と；
    前記複数個の第１電極上部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部に複数個の第２電極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２５に記載の有機電界発光素子製造方法。
  27. 前記複数個のアクティブパターンの各々は、前記複数個の駆動アクティブ層から延びることを特徴とする請求項２５に記載の有機電界発光素子製造方法。
  28. 前記電源配線は、前記複数個のアクティブパターンのうち少なくとも二個と重畳することを特徴とする請求項２５に記載の有機電界発光素子製造方法。
  29. 前記複数個のスイッチングソース電極、複数個のスイッチングドレイン電極、複数個の駆動ソース電極と複数個の駆動ドレイン電極上部に第４絶縁膜を形成する段階と；
    前記第４絶縁膜上部に前記複数個の駆動ドレイン電極と接触する複数個の連結電極を形成する段階と；
    第２基板上部に複数個の第１電極を形成する段階と；
    前記複数個の第１電極上部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部に複数個の第２電極を形成する段階と；
    前記複数個の連結電極と前記複数個の第２電極が接触するように前記第１及び２基板を合着する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の有機電界発光素子製造方法。
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