JP2011171300A - 有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基板５０と、基板上に配される薄膜トランジスタＴＦＴと、薄膜トランジスタ上にピクセルごとに形成される第１電極６１と、少なくとも二層を備え、第１電極のエッジを覆うように形成される第１画素定義膜７１と、第１画素定義膜上に第１画素定義膜の少なくとも一部を覆うように形成される第２画素定義膜７２と、第１電極上に形成され、発光層を備える有機層６２と、第１電極と対向するように位置する第２電極６３と、を備える有機発光ディスプレイ装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法に係り、さらに詳細には、ピクセル電極のエッジ領域で不良が改善された有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法に関する。

通常、平板表示装置（Ｆｌａｔ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）は、発光型と非発光型とに大別されうる。発光型としては、平板陰極線管（Ｆｌａｔ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙｔｕｂｅ）と、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）と、電界発光素子（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）と、発光ダイオード（ＬＥＤ）と、がある。非発光型としては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が挙げられる。このうち、電界発光素子は、視野角が広く、コントラストが優秀であるだけでなく、応答速度が速いという長所を有して、次世代表示素子として注目されている。このような電子発光素子は、発光層を形成する物質によって、無機電界発光素子と有機電界発光素子とに区分される。

このうち、有機電界発光素子は、蛍光性有機化合物を電気的に励起させて発光させる自発光型ディスプレイであって、低い電圧で駆動可能であり、薄型化が容易であり、広視野角、速い応答速度など、液晶ディスプレイにおいて問題点として指摘されていることを解決できる次世代ディスプレイとして注目されている。

有機電界発光素子は、アノード電極とカソード電極との間に有機物で形成された発光層を備えている。有機電界発光素子は、これらの電極に正極及び負極電圧がそれぞれ印加されることによって、アノード電極から注入された正孔が正孔輸送層を経由して発光層に移動し、電子は、カソード電極から電子輸送層を経由して発光層に移動し、発光層で電子と正孔とが再結合して励起子を生成する。

この励起子が、励起状態から基底状態に変化して、発光層の蛍光性分子が発光することによって画像を形成する。フルカラー型有機電界発光素子の場合には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色を発光する画素を備えるようにすることによって、フルカラーを具現する。

このような有機電界発光素子で、アノード電極の両端部には、画素定義膜が形成される。そして、この画素定義膜に所定の開口を形成した後、開口が形成されて外部に露出されたアノード電極の上部に発光層及びカソード電極が順次に形成される（たとえば、下記特許文献１を参照）。

特開２００６−１１４４７０号公報

本発明が解決しようとする課題は、ピクセル電極のエッジ領域で不良が改善された有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法を提供することである。

前記課題を達成するために、本発明は、基板と、前記基板上に配される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ上にピクセルごとに形成される第１電極と、少なくとも二層を備え、前記第１電極のエッジを覆うように形成される第１画素定義膜と、前記第１画素定義膜上に前記第１画素定義膜の少なくとも一部を覆うように形成される第２画素定義膜と、前記第１電極上に形成され、発光層を備える有機層と、前記第１電極と対向するように位置する第２電極と、を備える有機発光ディスプレイ装置を提供する。

本発明において、前記第１画素定義膜は、無機物質を含み、前記第２画素定義膜は、有機物質を含みうる。

本発明において、前記第１画素定義膜は、前記第１電極と接する第１層と、前記第１層の上部に形成され、前記第２画素定義膜と接する第２層と、を備えうる。

ここで、前記第１層は、疎水性材料を含み、前記第２層は、親水性材料を含みうる。

ここで、前記第１層は、前記第１電極との間にエッチング選択比のある物質で形成されうる。

ここで、前記第１層は、ＳｉＮｘを含みうる。

ここで、前記第２層は、ＳｉＯ_２を含みうる。

ここで、前記第１層と前記第２層との間に介在され、バッファ層の役割を担う第３層をさらに備えうる。

本発明において、前記第１画素定義膜は、前記第２画素定義膜より画素領域側に一定ほど突出して形成されうる。

本発明において、前記第２画素定義膜は、前記第１画素定義膜の端部を覆わないように形成されうる。

本発明において、前記薄膜トランジスタは、前記基板上に形成される半導体活性層と、前記半導体活性層に絶縁されたゲート電極と、前記半導体活性層にそれぞれ接するソース及びドレイン電極と、を備えうる。

ここで、前記ドレイン電極と前記第１電極との間に介在されるパッシベーション膜をさらに備えうる。

ここで、前記ドレイン電極と前記第１電極とが直接接触しうる。

本発明において、前記第２電極は、前記第２画素定義膜上に前記第２画素定義膜に沿って形成されうる。

他の側面に関する本発明は、基板と、前記基板上に形成される半導体活性層と、前記半導体活性層に絶縁されたゲート電極と、前記半導体活性層にそれぞれ接するソース及びドレイン電極と、を備える薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を備える工程と、前記薄膜トランジスタ上に、前記薄膜トランジスタの前記ドレイン電極と電気的に連結されるように第１電極を形成する工程と、前記第１電極上に前記第１電極のエッジを覆うように、少なくとも二層を備える第１画素定義膜を形成する工程と、前記第１画素定義膜上に前記第１画素定義膜の少なくとも一部を覆うように第２画素定義膜を形成する工程と、前記第１画素定義膜及び前記第２画素定義膜をパターニングして前記第１電極が外部に露出される工程と、前記第１電極上に有機層を形成する工程と、前記第２画素定義膜及び前記有機層上に第２電極を形成する工程と、を含む有機発光ディスプレイ装置の製造方法を提供する。

本発明において、前記薄膜トランジスタ上に第１電極を形成する工程は、前記薄膜トランジスタ上にパッシベーション膜を形成する工程と、前記パッシベーション膜をパターニングして所定の開口部を形成する工程と、前記パッシベーション膜上に導電性物質を塗布した後、これをパターニングして第１電極を形成する工程と、を含みうる。

本発明において、前記薄膜トランジスタ上に第１電極を形成する工程は、前記薄膜トランジスタ上に導電性物質を塗布した後、これをパターニングして第１電極を形成する工程を含みうる。

ここで、前記ドレイン電極と前記第１電極とが直接接触しうる。

本発明において、前記第１画素定義膜は無機物質を含み、前記第２画素定義膜は有機物質を含みうる。

本発明において、前記第１画素定義膜及び前記第２画素定義膜をパターニングして前記第１電極が外部に露出される工程は、前記第２画素定義膜が前記第１画素定義膜の端部を覆わないようにパターニングされうる。

本発明において、前記第１画素定義膜を形成する工程は、前記第１電極と接する第１層を形成する工程と、前記第１層の上部に形成される第２層を形成する工程とを含みうる。

ここで、前記第１層は、疎水性材料を含み、前記第２層は、親水性材料を含みうる。

ここで、前記第１層は、前記第１電極との間にエッチング選択比のある物質で形成されうる。

ここで、前記第１層は、ＳｉＮｘを含みうる。

ここで、前記第２層は、ＳｉＯ_２を含みうる。

ここで、前記第１層と前記第２層との間に介在されてバッファ層の役割を担う第３層を形成する工程をさらに含みうる。

本発明において、前記有機層は、インクジェット（Ｉｎｋｊｅｔ）またはノズルプリンティング（Ｎｏｚｚｌｅ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方法で形成されうる。

本発明によれば、ピクセル電極のエッジ領域で不良が改善される効果が得られる。

本発明の第１実施例に関する有機発光ディスプレイ装置を示す断面図である。 図１による有機発光ディスプレイ装置の製造方法を順次に示す断面図である。 図２に後続する断面図である。 図３に継続する断面図である。 図４に継続する断面図である。 図５に後続する断面図である。 図６に後続する断面図である。 本発明の第２実施例に関する有機発光ディスプレイ装置を示す断面図である。 図８による有機発光ディスプレイ装置の製造方法を順次に示す断面図である。 図９に後続する断面図である。 図１０に後続する断面図である。 図１１に後続する断面図である。 図１２に後続する断面図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施例についてさらに詳細に説明する。

（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例に関する有機発光ディスプレイ装置を示した断面図である。

図１に示したように、ガラス材またはプラスチック材の基板５０上に、バッファ層５１が形成されており、この上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、有機電界発光素子（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とが形成される。

基板５０上には、バッファ層５１が形成され、バッファ層５１上には、半導体素材で形成された活性層５２が備えられ、この活性層５２を覆うようにゲート絶縁膜５３が形成される。ゲート絶縁膜５３の上部には、ゲート電極５４が形成される。ゲート電極５４は、ＴＦＴのオン／オフ信号を印加するゲートライン（図示せず）と連結されている。そして、ゲート電極５４を覆うように層間絶縁膜５５が形成され、層間絶縁膜５５の上部に、ソース／ドレイン電極５６，５７が形成される。ソース／ドレイン電極５６，５７は、ゲート絶縁膜５３及び層間絶縁膜５５に形成されたコンタクトホールによって活性層５２のソース／ドレイン領域５２ｂ，５２ｃにそれぞれ接触される。そして、ソース／ドレイン電極５６，５７の上部には、ＳｉＯ_２、ＳｉＮｘで形成されたパッシベーション膜５８が形成される。

詳細には、基板５０上に備えられる活性層５２は、無機半導体または有機半導体から選択されて形成されうるものであって、ソース／ドレイン領域５２ｂ，５２ｃにはｎ型またはｐ型不純物がドーピングされており、これらのソース領域とドレイン領域とを連結するチャネル領域５２ａを備える。

活性層５２は、無機半導体または有機半導体で形成されうる。活性層５２を形成する無機半導体は、ＣｄＳ、ＧａＳ、ＺｎＳ、ＣｄＳｅ、ＣａＳｅ、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ、ＳｉＣ、及びＳｉを含むものでありうる。そして、活性層５２を形成する有機半導体には、高分子として、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリパラフェニレン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、ポリチオフェンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン−ヘテロ環芳香族共重合体及びその誘導体を含み、低分子として、ペンタセン、テトラセン、ナフタレンのオリゴアセン及びこれらの誘導体；アルファ（α）−６−チオフェン、アルファ（α）−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びこれらの誘導体；金属を含有するか、または含有しないフタロシアニン及びこれらの誘導体；ピロメリット酸二無水物またはピロメリット酸ジイミド及びこれらの誘導体；ペリレンテトラカルボン酸二無水物またはペリレンテトラカルボキシ酸ジイミド及びこれらの誘導体を含みうる。

活性層５２は、ゲート絶縁膜５３に覆われ、ゲート絶縁膜５３の上部に、ゲート電極５４が形成される。ゲート電極５４は、ＭｏＷ、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｌ／Ｃｕなどの導電性金属膜で形成されうるが、必ずしもこれに限定されず、導電性ポリマーなど、多様な導電性物質がゲート電極５４として使われうる。ゲート電極５４は、活性層５２のチャネル領域に対応する領域をカバーするように形成される。

ＴＦＴの上部には、ＴＦＴを保護する保護膜の役割を担うことができ、その上面を平坦化させる平坦化膜の役割を担うこともできるパッシベーション膜５８が形成される。

一方、パッシベーション膜５８に所定の開口を形成した後、パッシベーション膜５８及び層間絶縁膜５５の上部には、ＯＬＥＤのアノード電極となる第１電極６１が形成され、これを覆うように有機物で画素定義膜７０が形成される。画素定義膜７０に所定の開口を形成した後、画素定義膜７０の上部、及び開口が形成されて外部に露出された第１電極６１の上部に有機層６２を形成する。ここで、有機層６２は、発光層を備える。本発明は、必ずしもこのような構造に限定されず、多様な有機発光ディスプレイ装置の構造がそのまま適用されうる。

このような本発明の第１実施例に関する有機発光ディスプレイ装置は、画素定義膜７０が有機層と無機層とが順次に形成された積層構造に形成され、前記無機層が、再び複数の層が順次に形成された積層構造に形成されることを特徴とするところ、これについては、詳細に後述する。

ＯＬＥＤは、電流の流れによって、赤、緑、青色の光を発光して所定の画像情報を表示するものであって、ＴＦＴのドレイン電極５７に連結されて、これからプラス（＋）電源を供給される第１電極６１と、全体画素を覆うように備えられてマイナス（−）電源を供給する第２電極６３と、これら第１電極６１と第２電極６３との間に配されて発光する有機層６２と、で構成される。

第１電極６１と第２電極６３とは、有機層６２によって相互絶縁されており、有機層６２に相異なる極性の電圧を加えて有機層６２から発光がなされるようにする。

ここで、有機層６２は、低分子または高分子有機層が使われうるが、低分子有機層を使用する場合、ホール注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、ホール輸送層（ＨＴＬ：Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）、発光層（ＥＭＬ：Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、電子輸送層（ＥＴＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）、電子注入層（ＥＩＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）が単一あるいは複合の構造に積層されて形成され、使用可能な有機材料も、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＢ）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）などを始めとして、多様に適用可能である。これらの低分子有機層は、真空蒸着法で形成される。

高分子有機層の場合には、ふつう、ＨＴＬ及びＥＭＬを備える構造を有し、この時、ＨＴＬにＰＥＤＯＴを使用し、発光層にＰＰＶ（Ｐｏｌｙ−Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）系及びポリフルオレン系などの高分子有機物質を使用し、これをスクリーン印刷やインクジェット印刷法で形成できる。

このような有機層は、必ずしもこれに限定されず、多様な実施例が適用されうる。

第１電極６１は、アノード電極の機能を有し、第２電極６３は、カソード電極の機能を有するが、もちろん、これらの第１電極６１と第２電極６３との極性は、逆になってもよい。

第１電極６１は、透明電極または反射型電極を備えうるが、透明電極として使われる時には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、またはＩｎ_２Ｏ_３で形成され、反射型電極として使われる時には、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、及びこれらの化合物で反射膜を形成した後、その上にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ_２Ｏ_３を形成できる。

一方、第２電極６３も、透明電極または反射型電極を備えうるが、透明電極として使われる時には、第２電極６３がカソード電極として使われるので、仕事関数の小さい金属、すなわち、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、及びこれらの化合物が有機層６２の方向に向かうように蒸着された後、その上にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ_２Ｏ_３などの透明電極形成用物質で補助電極層やバス電極ラインを形成できる。そして、反射型電極として使われる時には、前記Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、及びこれらの化合物を全面蒸着して形成する。

以下では、本発明の第１実施例に関する有機発光ディスプレイ装置の画素定義膜について説明する。

画素定義膜とは、有機発光ディスプレイ装置の製作において、発光領域をさらに正確に定義する役割を担うパターニングされた絶縁層を意味する。従来の有機発光ディスプレイ装置の画素定義膜は、有機物質からなる単層膜で形成されることが一般的であった。一方、このような画素定義膜上に有機層を形成するために、従来では、蒸着方法が一般的に使われたが、マスク工程を減らし、パターン精度を向上させるために、最近は、インクジェットまたはノズルプリンティングなどのプリント技術が開発されている。

このようなプリント技術を利用する有機層パターニング工程では、可溶性（Ｓｏｌｕｂｌｅ）材料やポリマー系液状物質を画素定義膜が形成されるバンク（ｂａｎｋ）の間に注入し、これを乾燥して有機層を形成する。この時、第１電極上に最初にプリントされる物質としては、発光材料と第１電極との間の電流の流れを連結するための導電物質である電子輸送層（ＥＴＬ）が使われるが、一般的には、ＰＥＤＯＴなどの材料を使用する。このような物質は、水のような性質の材料であって、画素定義膜の材料特性によってその印刷される様相が変わる。例えば、画素定義膜が親水性の物質ならば、有機材料は、広く拡大され、かつよく付き、画素定義膜が疎水性の物質ならば、有機材料が丸くかたまり、かつよく付かない。

それにより、従来の画素定義膜の一般的な構造は、疎水性の有機画素定義膜（ポリイミド、アクリルなど）と親水性の第１電極（ＩＴＯなど）とでバンクを構成する。すなわち、第１電極は、親水性であって、有機物質がよく付き、有機画素定義膜は、疎水性であって、有機物質がピクセル内にのみよく集まるようにして、乾燥以後に有機物質を第１電極上によく載置させる。しかし、このようなプリント技術を利用する有機層パターニング工程の不良のうち、最も多くの部分を占める項目がエッジ不良である。すなわち、有機層の乾燥過程で、ピクセル内の有機層のエッジ領域が巻き上がりつつ、有機層内に厚さの偏差が発生し、これにより、ピクセルのエッジ領域に不良が発生する。

このようなピクセルのエッジ領域での不良を防止するために、本発明の第１実施例による有機発光ディスプレイ装置は、無機膜で形成された第１画素定義膜７１と、有機膜で形成された第２画素定義膜７２とを備えるが、前記第１画素定義膜７１は、さらに無機膜で多層構造に形成されることを一特徴とする。ここで、第１画素定義膜７１は、第１電極６１の間に形成され、第２画素定義膜７２は、第１電極６１の外郭部（ｅｄｇｅ）と第１画素定義膜７１とを覆うように形成される。

これをさらに詳細に説明すれば、次の通りである。

本発明では、ピクセルのエッジ領域での不良を防止するために、無機膜で形成された第１画素定義膜７１と、有機膜で形成された第２画素定義膜７２とを備えるデュアル画素定義膜（Ｄｕａｌ ＰＤＬ）構造を適用して、不良が発生するエッジ部分を絶縁させることによって、不良を発生させる領域を発光させない。しかし、無機膜で形成される第１画素定義膜７１は、厚さが薄く、かつ絶縁性がなければならないので、一般的に、無機酸化膜（ＳｉＮｘ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯｘなど）を使用するが、バンクとして使われるためには、親水性の性質を有するＳｉＯ_２が望ましいが、ＳｉＯ_２は、第１電極として使用するＩＴＯとのエッチング選択比がないので、第１画素定義膜７１としてＳｉＮｘを使用できる。しかし、ＳｉＮｘは、疎水性の性質があるので、さらに他の不良を発生させる恐れがある。

したがって、本発明では、無機膜で形成される第１画素定義膜７１を多層構造に形成し、第１電極６１と接触する第１画素定義膜７１の下部には、疎水性のＳｉＮｘで形成された第１層７１ａを配置し、前記第１層７１ａの上部、すなわち、有機層６２と接触する第１画素定義膜７１の上部には、親水性のＳｉＯ_２で形成された第２層７１ｂを配置できる。すなわち、第１電極６１と接触する第１画素定義膜７１の下部には、第１電極６１との間にエッチング選択比のあるＳｉＮｘで形成された第１層７１ａを配置して、第１画素定義膜７１を選択的にエッチングさせると同時に、有機層６２と接触する第１画素定義膜７１の上部には、親水性のＳｉＯ_２で形成された第２層７１ｂを配置して、第１画素定義膜７１がバンクとしての役割を担えるようにする。

それと共に、前記第１層７１ａと第２層７１ｂとの間には、第３層７１ｃがさらに介在されうる。前記第３層７１ｃは、工程のマージンのためのバッファ層として機能できる。

一方、このように無機膜で形成された第１画素定義膜７１を覆うように、第１画素定義膜７１上に有機膜で形成された第２画素定義膜７２が形成されうる。このような有機膜で形成された第２画素定義膜７２は、疎水性を有し、有機物質がピクセル内にのみよく集まるようにし、乾燥以後に有機物質を第１電極上によく載置させる。

このような本発明によって、既存工程の変更をせずに改善された構造の画素定義膜を適用することが可能になる効果が得られる。また、無機膜で形成される第１画素定義膜７１を多層構造に形成し、画素領域のエッジ不良が顕著に改善されるだけでなく、不良発光領域を除去することによって、光特性が改善される効果が得られる。

以下では、本発明の第１実施例による有機発光ディスプレイ装置の製造方法について詳細に説明する。

図２ないし図７は、図１の実施例による有機発光ディスプレイ装置の製造工程を概略的に示した断面図である。

図２を参照すれば、まず、ＴＦＴを形成する。詳細には、基板５０上に、バッファ層５１が形成され、バッファ層５１上には、半導体素材で形成された活性層５２が備えられ、この活性層５２を覆うようにゲート絶縁膜５３が形成される。ゲート絶縁膜５３の上部には、ゲート電極５４が形成される。そして、ゲート電極５４を覆うように層間絶縁膜５５が形成され、層間絶縁膜５５の上部にソース／ドレイン電極５６，５７が形成される。ソース／ドレイン電極５６，５７は、ゲート絶縁膜５３及び層間絶縁膜５５に形成されたコンタクトホールによって活性層５２のソース／ドレイン領域にそれぞれ接触する。そして、ソース／ドレイン電極５６，５７の上部には、ＳｉＯ_２、ＳｉＮｘで形成されたパッシベーション膜５８が形成される。

次いで、図３及び図４を参照すれば、ＴＦＴ上に第１電極６１が形成される。詳細には、図３に示したように、パッシベーション膜５８をパターニングして画素領域に当たる開口部５８ａ及びコンタクトホール５８ｂが形成された後、図４に示したように、パッシベーション膜５８上に金属または導電性金属酸化物などの導電性物質を塗布した後、これをパターニングすることによって第１電極６１を形成する。

次いで、図５を参照すれば、パッシベーション膜５８及び第１電極６１上に無機膜で多層構造に形成される第１画素定義膜７１が形成され、その上に有機膜で形成される第２画素定義膜７２が形成される。

まず、第１電極６１と接触するように、疎水性のＳｉＮｘで形成された第１層７１ａが配される。次いで、第１層７１ａ上には、工程のマージンのためのバッファ層として機能する第３層７１ｃが配される。最後に、第３層７１ｃ上には、親水性のＳｉＯ_２で形成された第２層７１ｂが配される。すなわち、第１電極６１と接触する第１画素定義膜７１の下部には、第１電極６１との間にエッチング選択比のあるＳｉＮｘで形成された第１層７１ａを配置して、第１画素定義膜７１を選択的にエッチングさせると同時に、有機層６２（図１）と接触する第１画素定義膜７１の上部には、親水性のＳｉＯ_２で形成された第２層７１ｂを配置して、第１画素定義膜７１がバンクとしての役割を担えるようにする。

ここで、前記第１画素定義膜７１の第１層７１ａの材料としては、ＳｉＮｘを例示しており、第２層７１ｂの材料としては、ＳｉＯ_２を例示しているが、本発明の思想は、これに制限されず、第１画素定義膜７１は、絶縁特性を有するＳｉＯ_２、ＳｉＮｘ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣｕＯｘ、Ｔｂ_４Ｏ_７、Ｙ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｐｒ_２Ｏ_３から選択された無機材料で形成されうる。また、第１画素定義膜７１は、スパッタ法、化学真空蒸着（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、蒸着法によって形成されうる。

また、前記第１画素定義膜７１は、三層を備えると示されているが、本発明の思想は、これに制限されず、画素定義膜に要求される仕様によって、二層以上の多様な多層構造に形成されうる。

一方、第１画素定義膜７１上に有機膜で形成される第２画素定義膜７２が形成される。第２画素定義膜７２は、絶縁特性を有する有機系であって、ポリアクリル、ポリイミド、ポリアミド（ＰＡ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）及びフェノール樹脂で形成された群から選択される一つで形成されうる。ここで、第２画素定義膜７２は、スピンコーティング、スロットコーティングなどのコーティング法によって形成されうる。

次いで、図６を参照すれば、第１画素定義膜７１及び第２画素定義膜７２がパターニングされて第１電極６１が外部に露出される。第１画素定義膜７１は、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法によって形成され、第２画素定義膜７２は、スピンコーティング、スロットコーティングなどのコーティング法によって形成された後、フォトリソグラフィ工程を通じて第１電極６１を露出させるように、第１画素定義膜７１及び第２画素定義膜７２がパターニングされうる。または、第１画素定義膜７１及び第２画素定義膜７２は、インクジェットなどの方法でパターニングされることも可能である。

この時、エッチング選択比を調節して、第１画素定義膜７１が第２画素定義膜７２より画素領域側に一定ほど突出するように形成できる。すなわち、第２画素定義膜７２が第１画素定義膜７１の端部を覆わないように、第２画素定義膜７２が形成されうる。このように、第１画素定義膜７１が第２画素定義膜７２より画素領域側に一定ほど突出するように形成されることによって、疎水性の第２画素定義膜７２及び第１画素定義膜７１の最上層に形成された親水性の第２層７１ｂによって、画素定義膜がバンクの役割をさらに確実に担える。

次いで、図７に示したように、第１電極６１の上部に有機層６２を形成する。この時、マスク工程を減らしてパターンの精密度を向上させるために、インクジェットまたはノズルプリンティングなどのプリント技術が使われうる。

そして、有機層６２上に第２電極６３を形成すれば、図１に示したような本発明の第１実施例による有機発光ディスプレイ装置の製造が完了する。

このような本発明によって、既存工程の変更をせずに改善された構造の画素定義膜を適用することが可能になる効果が得られる。また、無機膜で形成される第１画素定義膜７１を多層構造に形成し、画素領域のエッジ不良が顕著に改善されるだけでなく、不良発光領域を除去することによって、光特性改善の効果が得られる。

（第２実施例）
図８は、本発明の第２実施例に関する有機発光ディスプレイ装置を示した断面図である。

図８に示したように、ガラス材またはプラスチック材の基板１５０上にバッファ層１５１が形成されており、この上にＴＦＴと、有機電界発光素子（ＯＬＥＤ）とが形成される。

基板１５０上には、バッファ層１５１が形成され、バッファ層１５１上には、半導体素材で形成された活性層１５２が備えられ、この活性層１５２を覆うようにゲート絶縁膜１５３が形成される。ゲート絶縁膜１５３の上部には、ゲート電極１５４が形成される。ゲート電極１５４は、ＴＦＴのオン／オフ信号を印加するゲートライン（図示せず）と連結されている。そして、ゲート電極１５４を覆うように層間絶縁膜１５５が形成され、層間絶縁膜１５５の上部にソース／ドレイン電極１５６，１５７が形成される。ソース／ドレイン電極１５６，１５７は、ゲート絶縁膜１５３及び層間絶縁膜１５５に形成されたコンタクトホールによって活性層１５２のソース／ドレイン領域１５２ｂ，１５２ｃにそれぞれ接触される。そして、ドレイン電極１５７の上部には、ドレイン電極１５７と接触するように、第１電極１６１が形成される。

一方、第１電極１６１の上部には、ＴＦＴを保護する保護膜の役割を担うことができ、その上面を平坦化させる平坦化膜の役割を担うこともでき、さらに、発光領域を定義する画素定義膜の役割まで担う第１画素定義膜１７１が形成される。また、第１画素定義膜１７１の上部には、第１画素定義膜１７１を覆うように第２画素定義膜１７２が形成される。

このような第１画素定義膜１７１と第２画素定義膜１７２とを備える画素定義膜１７０上に所定の開口を形成した後、画素定義膜１７０の上部、及び開口が形成されて外部に露出された第１電極１６１の上部に有機層１６２を形成する。ここで、有機層１６２は、発光層を備える。そして、有機層１６２上には、全体画素を覆うように備えられてマイナス電源を供給する第２電極１６３が形成される。本発明は、必ずしもこのような構造に限定されず、多様な有機発光ディスプレイ装置の構造がそのまま適用されうる。

このような本発明の第２実施例に関する有機発光ディスプレイ装置は、画素定義膜１７０が、有機層と無機層とが順次に形成された積層構造に形成され、前記無機層が、さらに複数の層が順次に形成された積層構造に形成されることを一特徴とし、特に、第１電極１６１が形成された後、第１画素定義膜１７１が形成されるという点で、前述した第１実施例と区別される。

すなわち、前述した第１実施例では、有機物質で形成されたパッシベーション膜（図１の５８を参照）が別途に備えられ、パッシベーション膜５８（図１）の上部に第１電極６１（図１）が形成された後、その上に無機膜で多層構造に形成された第１画素定義膜７１（図１）と、有機膜で形成された第２画素定義膜７２（図１）とが順次に形成された。一方、本発明の第２実施例による有機発光ディスプレイ装置では、別途のパッシベーション膜を備えておらず、無機膜の多層構造に形成された第１画素定義膜１７１がパッシベーション膜の役割まで同時に担うことを一特徴とする。すなわち、ドレイン電極１５７の上部に、ドレイン電極１５７と接触するように第１電極１６１を先に形成した後、前記第１電極１６１を覆うように無機膜の多層構造に形成された第１画素定義膜１７１と、有機膜で形成された第２画素定義膜１７２とを形成した後、第１電極１６１が外部に露出されるように画素定義膜１７０上に所定の開口を形成し、その上部に有機層１６２及び第２電極１６３を形成する。

このような本発明によって、無機膜で形成される第１画素定義膜１７１を多層構造に形成し、画素領域のエッジ不良が顕著に改善されるだけでなく、不良発光領域を除去することによって、光特性の改善効果が得られる。さらに、パッシベーション膜と第１画素定義膜との機能を統合することによって、製造工程が簡単になり、製造コストが節減される効果が得られる。

以下では、本発明の第２実施例による有機発光ディスプレイ装置の製造方法について詳細に説明する。

図９ないし図１３は、図８の実施例による有機発光ディスプレイ装置の製造工程を概略的に示した断面図である。

図９を参照すれば、まず、ＴＦＴを備える。詳細には、基板１５０上に、バッファ層１５１が形成され、バッファ層１５１上には、半導体素材で形成された活性層１５２が備えられ、この活性層１５２を覆うようにゲート絶縁膜１５３が形成される。ゲート絶縁膜１５３の上部には、ゲート電極１５４が形成される。そして、ゲート電極１５４を覆うように層間絶縁膜１５５が形成され、層間絶縁膜１５５の上部にソース／ドレイン電極１５６，１５７が形成される。ソース／ドレイン電極１５６，１５７は、ゲート絶縁膜１５３及び層間絶縁膜１５５に形成されたコンタクトホールによって、活性層１５２のソース／ドレイン領域にそれぞれ接触される。

次いで、図１０を参照すれば、ＴＦＴ上に第１電極１６１が形成される。詳細には、ソース／ドレイン電極１５６，１５７及び層間絶縁膜１５５の上部に、直接、金属または導電性金属酸化物のような導電性物質を塗布した後、これをパターニングすることによって、ドレイン電極１５７と接触する第１電極１６１が形成される。このように、本発明の第２実施例による有機発光ディスプレイ装置の製造方法は、ドレイン電極１５７と第１電極１６１との間に別途のパッシベーション膜５８（図１）を介在せず、第１電極１６１がドレイン電極１５７と直接接触するという点で、前述した第１実施例と区別される。

次いで、図１１を参照すれば、ソース／ドレイン電極１５６，１５７、第１電極１６１及び層間絶縁膜１５５上に、無機膜の多層構造に形成される第１画素定義膜１７１が形成され、その上に有機膜で形成される第２画素定義膜１７２が形成される。

まず、第１電極１６１と接触するように、疎水性のＳｉＮｘで形成された第１層１７１ａを配する。次いで、第１層１７１ａ上には、工程のマージンのためのバッファ層として機能する第３層１７１ｃが配される。最後に、第３層１７１ｃ上には、親水性のＳｉＯ_２で形成された第２層１７１ｂが配される。すなわち、第１電極１６１と接触する第１画素定義膜１７１の下部には、第１電極１６１との間にエッチング選択比のあるＳｉＮｘで形成された第１層１７１ａを配置して、第１画素定義膜１７１を選択的にエッチングさせると同時に、有機層１６２（図８）と接触する第１画素定義膜１７１の上部には、親水性のＳｉＯ_２で形成された第２層１７１ｂを配置して、第１画素定義膜１７１がバンクとしての役割を担えるようにする。

ここで、前記第１画素定義膜１７１の第１層１７１ａの材料としては、ＳｉＮｘを例示しており、第２層１７１ｂの材料としては、ＳｉＯ_２を例示しているが、本発明の思想は、これに制限されず、第１画素定義膜１７１は、絶縁特性を有するＳｉＯ_２、ＳｉＮｘ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣｕＯｘ、Ｔｂ_４Ｏ_７、Ｙ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｐｒ_２Ｏ_３から選択された無機材料で形成されうる。また、第１画素定義膜１７１は、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法によって形成されうる。

また、前記第１画素定義膜１７１は、三層を備えると図示されているが、本発明の思想は、これに制限されず、画素定義膜に要求される仕様によって、二層以上の多様な多層構造に形成されうる。

一方、第１画素定義膜１７１上に、有機膜で形成される第２画素定義膜１７２が形成される。第２画素定義膜１７２は、絶縁特性を有する有機系として、ポリアクリル、ポリイミド、ポリアミド（ＰＡ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）及びフェノール樹脂で形成された群から選択される一つで形成されうる。ここで、第２画素定義膜１７２は、スピンコーティング、スロットコーティングなどのコーティング法によって形成されうる。

次いで、図１２を参照すれば、第１画素定義膜１７１及び第２画素定義膜１７２がパターニングされて第１電極１６１が外部に露出される。第１画素定義膜１７１は、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法によって形成され、第２画素定義膜１７２は、スピンコーティング、スロットコーティングなどのコーティング法によって形成された後、フォトリソグラフィ工程を通じて第１電極１６１を露出させるように、第１画素定義膜１７１及び第２画素定義膜１７２がパターニングされうる。または、第１画素定義膜１７１及び第２画素定義膜１７２は、インクジェットなどの方法でパターニングされることも可能である。

この時、エッチング選択比を調節して、第１画素定義膜１７１が第２画素定義膜１７２より画素領域側に一定ほど突出するように形成できる。すなわち、第２画素定義膜１７２が第１画素定義膜１７１の端部を覆わないように、第２画素定義膜１７２が形成されうる。このように、第１画素定義膜１７１を第２画素定義膜１７２より画素領域側に一定ほど突出させることによって、疎水性の第２画素定義膜１７２と、第１画素定義膜１７１の最上層に形成された親水性の第２層１７１ｂとによって、画素定義膜がバンクの役割をさらに確実に担える。

次いで、図１３に示したように、第１電極１６１の上部に有機層１６２を形成する。この時、マスク工程を減らし、パターンの精密度を向上させるために、インクジェットまたはノズルプリンティングなどのプリント技術が使われうる。

そして、有機層１６２上に第２電極１６３を形成すれば、図８に示したような本発明の第２実施例による有機発光ディスプレイ装置の製造が完了する。

このような本発明によって、無機膜で形成される第１画素定義膜１７１を多層構造に形成し、画素領域のエッジ不良が顕著に改善されるだけでなく、不良発光領域を除去することによって、光特性の改善効果が得られる。さらに、パッシベーション膜と第１画素定義膜との機能を統合することによって、製造工程が簡単になり、製造コストが節減される効果が得られる。

本明細書では、本発明を限定された実施例を中心に説明したが、本発明の範囲内で多様な実施例が可能である。また、説明されていないが、均等な手段も、本発明にそのまま結合されると言える。したがって、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。

本発明は、ディスプレイ装置関連の技術分野に好適に適用可能である。

５０，１５０ 基板、
５１，１５１ バッファ層、
５２，１５２ 活性層、
５３，１５３ ゲート絶縁膜、
５４，１５４ ゲート電極、
５５，１５５ 層間絶縁膜、
５６，１５６ ソース電極、
５７，１５７ ドレイン電極、
５８ パッシベーション膜、
７０，１７０ 画素定義膜、
６１，１６１ 画素電極（第１電極）、
６２，１６２ 有機層、
６３，１６３ 対向電極（第２電極）。

Claims (27)

1. 基板と、
   前記基板上に配される薄膜トランジスタと、
   前記薄膜トランジスタ上にピクセルごとに形成される第１電極と、
   少なくとも二層を備え、前記第１電極のエッジを覆うように形成される第１画素定義膜と、
   前記第１画素定義膜上に、前記第１画素定義膜の少なくとも一部を覆うように形成される第２画素定義膜と、
   前記第１電極上に形成され、発光層を備える有機層と、
   前記第１電極と対向するように位置する第２電極と、を備える有機発光ディスプレイ装置。
2. 前記第１画素定義膜は、無機物質を含み、前記第２画素定義膜は、有機物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
3. 前記第１画素定義膜は、前記第１電極と接する第１層と、前記第１層の上部に形成され、前記第２画素定義膜と接する第２層と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の有機発光ディスプレイ装置。
4. 前記第１層は、疎水性材料を含み、前記第２層は、親水性材料を含むことを特徴とする請求項３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
5. 前記第１層は、前記第１電極との間にエッチング選択比のある物質で形成されることを特徴とする請求項３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
6. 前記第１層は、ＳｉＮｘを含むことを特徴とする請求項３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
7. 前記第２層は、ＳｉＯ_２を含むことを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の有機発光ディスプレイ装置。
8. 前記第１層と前記第２層との間に介在され、バッファ層の役割を担う第３層をさらに備えることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の有機発光ディスプレイ装置。
9. 前記第１画素定義膜は、前記第２画素定義膜より画素領域側に一定の長さだけ突出するように形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機発光ディスプレイ装置。
10. 前記第２画素定義膜は、前記第１画素定義膜の端部を覆わないように形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
11. 前記薄膜トランジスタは、
    前記基板上に形成される半導体活性層と、前記半導体活性層と絶縁されたゲート電極と、前記半導体活性層にそれぞれ接するソース及びドレイン電極と、を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機発光ディスプレイ装置。
12. 前記ドレイン電極と前記第１電極との間に介在されるパッシベーション膜をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
13. 前記ドレイン電極と前記第１電極とが直接接触することを特徴とする請求項１１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
14. 前記第２電極は、前記第２画素定義膜上に前記第２画素定義膜に沿って形成されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機発光ディスプレイ装置。
15. 基板と、前記基板上に形成される半導体活性層と、前記半導体活性層と絶縁されたゲート電極と、前記半導体活性層にそれぞれ接するソース及びドレイン電極と、を備える薄膜トランジスタを備える工程と、
    前記薄膜トランジスタ上に、前記薄膜トランジスタの前記ドレイン電極と電気的に連結されるように第１電極を形成する工程と、
    前記第１電極上に前記第１電極のエッジを覆うように、少なくとも二層を備える第１画素定義膜を形成する工程と、
    前記第１画素定義膜上に前記第１画素定義膜の少なくとも一部を覆うように第２画素定義膜を形成する工程と、
    前記第１画素定義膜及び前記第２画素定義膜をパターニングして、前記第１電極が外部に露出される工程と、
    前記第１電極上に有機層を形成する工程と、
    前記第２画素定義膜及び前記有機層上に第２電極を形成する工程と、を含む有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
16. 前記薄膜トランジスタ上に第１電極を形成する工程は、
    前記薄膜トランジスタ上にパッシベーション膜を形成する工程と、
    前記パッシベーション膜をパターニングして所定の開口部を形成する工程と、
    前記パッシベーション膜上に導電性物質を塗布した後、これをパターニングして第１電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
17. 前記薄膜トランジスタ上に第１電極を形成する工程は、
    前記薄膜トランジスタ上に導電性物質を塗布した後、これをパターニングして第１電極を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
18. 前記ドレイン電極と前記第１電極とが直接接触することを特徴とする請求項１７に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
19. 前記第１画素定義膜は、無機物質を含み、前記第２画素定義膜は、有機物質を含むことを特徴とする請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
20. 前記第１画素定義膜及び前記第２画素定義膜をパターニングして、前記第１電極が外部に露出される工程は、
    前記第２画素定義膜が前記第１画素定義膜の端部を覆わないようにパターニングされることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
21. 前記第１画素定義膜を形成する工程は、
    前記第１電極と接する第１層を形成する工程と、
    前記第１層の上部に形成される第２層を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
22. 前記第１層は、疎水性材料を含み、前記第２層は、親水性材料を含むことを特徴とする請求項２１に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
23. 前記第１層は、前記第１電極との間にエッチング選択比のある物質で形成されることを特徴とする請求項２１に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
24. 前記第１層は、ＳｉＮｘを含むことを特徴とする請求項２１に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
25. 前記第２層は、ＳｉＯ_２を含むことを特徴とする請求項２１〜２４のいずれか１項に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
26. 前記第１層と前記第２層との間に介在され、バッファ層の役割を担う第３層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２１〜２５のいずれか１項に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
27. 前記有機層は、インクジェットまたはノズルプリンティング方法で形成されることを特徴とする請求項１５〜２６のいずれか１項に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。

Images