JP3746046B2 - 有機電界発光素子とその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機電界発光素子に係り、特に開口率及び高解像度を具現できて工程単純化で生産収率を改善することができる有機電界発光素子とその製造方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
一般的に、有機電界発光素子は電子注入電極と正孔注入電極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。
【０００３】
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。
【０００４】
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、ＣＨＳ、ＰＤＡ、Ｃａｍｃｏｒｄｅｒ、Ｐａｌｍ ＰＣ等大部分のコンシューマー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。
【０００５】
また製造工程が単純なために生産原価を既存のＬＣＤより大幅に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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
以下、図１を参照して有機電界発光素子の構成を概略的に説明する。
【０００８】
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ために、一般的な方法としては前記各画素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。
【０００９】
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できる水分と酸素を除去するためのものであり、基板２８の一部をエッチングして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薄膜トランジスタアレー部を概略的に説明する。
【００１０】
図２は、有機電界発光素子の一画素を概略的に示した平面図である。
一般的に、アクティブ・マトリックス型有機電界発光素子の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うる。
【００１１】
このとき、前記基板１２は、透明な絶縁基板を用い、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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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とコンタクトホール５６を通して連結される。
【００１５】
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キャパシタ電極１５は絶縁膜をはさんで重なってストレージキャパシタＣｓｔを形成する。
【００１６】
以下、図３は、図２のIII−IIIを沿って切断した従来の有機電界発光素子の概略的な断面構成である。（多結晶薄膜トランジスタである駆動素子と発光層の断面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、基板１２上に第１絶縁膜であるバッファ層１４をまず構成して、バッファ層１４の上部にゲート電極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を構成する。
【００１７】
このとき、前記バッファ層１４の上部にはアクティブ層４２と、アクティブ層４２と第２絶縁膜３７をはさんでゲート電極３８が構成される。
前記ゲート電極３８に対して第３、４絶縁膜３９、４１をはさんでソース電極５６及びドレイン電極５２が順に構成される。
【００１８】
前記第３絶縁膜３９と第４絶縁膜４１間に電源配線３５を構成して、前記電源配線３５はソース電極５６と接触するように構成する。
前記駆動素子ＴＤの上部には、第５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、その第１電極１６の上部に特定の色の光を発光する発光層１８とが構成され、発光層１８の上部には第２電極２０が構成される。
【００１９】
このとき、前記発光層１８を構成する前に第１電極１６の上部に第６絶縁膜５８を形成してパターニングして、前記第１電極１６を露出する工程を進めた後、前記露出された第１電極１６の上部に有機発光層１８と第２電極２０を順に積層して構成する。
【００２０】
前記駆動素子ＴＤとは並列でストレージキャパシタＣｓｔが構成されるが、前記電源配線３５を第１電極にして、その下部の多結晶シリコンパターン１５を第２電極として用いる。
また、前記第２電極２０は、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構成される。
【００２１】
前述したような構成を通してこれまでのアクティブ・マトリックス型有機電界発光素子を製作することができる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これまでの有機電界発光素子は、薄膜トランジスタアレー部と発光部を単一基板上に形成して、別途のカプセル封止用の基板を合着して素子を製作した。
【００２３】
このように、単一基板上に薄膜トランジスタアレー部と発光部を形成する場合、薄膜トランジスタの収率と有機発光層の収率の積が薄膜トランジスタと有機発光層を形成したパネルの収率を決定するようになる。
これまでの場合のように構成された下板は、前記有機発光層の収率によりパネルの収率が大幅に制限される問題点を有していた。
【００２４】
特に、薄膜トランジスタが良好に形成されたとしても、１０００Å程度の薄膜を用いる有機発光層の形成時に異物やその他ほかの要素により不良が発生するようになればパネルは不良等級と判定される。
これによって良品の薄膜トランジスタを製造するのに要した諸般経費及び原材料費の損失につながって、収率が低下する問題点を有していた。
【００２５】
また、前述したような下部発光方式は、カプセル封止による安全性及び工程の自由度が高い反面開口率の制限があって高解像度製品に適用し難い問題点がある。
【００２６】
前述しなかったが、上部発光方式は光が上部に出るために光が進む方向が下部の薄膜トランジスタアレー部と関係なくて薄膜トランジスタ設計が容易であって、開口率向上が可能であるために製品寿命側面で有利であるが、既存の上部発光方式構造では有機電界発光層上部に通常的に陰極を配置するに伴い、材料選択幅が狭いために透過度が制限されて光効率が低下する点と、光透過度の低下を最小化するために薄膜型保護膜を構成する場合に外気を十分に遮断できない問題点があった。
【００２７】
本願発明は、これを解決するための目的で提案されたものであって、前記薄膜トランジスタアレー部と発光部を別途の基板に構成した後これを合着した上部発光方式の有機電界発光素子とその製造方法を提案する。
【００２８】
このとき、前記発光部に含まれる透明な第２電極は、前記薄膜トランジスタに含まれるドレイン電極の延長部と接触電極を通して間接的に接触するように構成する。
前述したような本発明による有機電界発光素子は、高輝度と高開口率を具現できて生産性と収率を改善することができる。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
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、相互に離隔して構成されて複数の画素領域が定義された第１基板及び第２基板と、前記第２基板と向かい合う第１基板の一面の画素領域ごとに配置して、アクティブ層とゲート電極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たスイッチング素子と駆動素子において、ドレイン電極が画素領域に延びた延長部を有する駆動素子と；前記駆動素子の延長部と接触する接触電極と；前記第１基板と向かい合う第２基板の全面に構成された第１電極と；前記第１電極の上部に構成された有機発光層と；前記有機発光層の上部に構成されていて、前記各画素領域ごとに独立的にパターニングされた第２電極を含む。
【００３０】
前記第１電極は、前記発光層にホールを注入する陽極電極であって、第２電極は前記発光層に電子を注入する陰極電極であり、第１電極はインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）で形成して、第２電極はカルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属のうちから選択された一つで形成する。
【００３１】
前記接触電極は、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属のうちから選択された一つで形成する。
前記発光層は、前記第１電極に近接してホール輸送層がさらに構成されて、前記第２電極に近接して電子輸送層がさらに構成される。
前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン薄膜トランジスタまたは非晶質シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とする。
【００３２】
本発明の特徴による有機電界発光素子の製造方法は、第１基板と第２基板を準備する段階と；第１基板と第２基板上に複数の画素領域を定義する段階と；第１基板の各画素領域ごとにアクティブ層とゲート電極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たスイッチング素子と駆動素子を形成する段階において、ドレイン電極から延びた延長部を含む駆動素子を形成する段階と；前記駆動素子の延長部と接触する接触電極を形成する段階と；前記第２基板の全面に透明な第１電極を形成する段階と；前記第１電極の上部には有機発光層を形成する段階と；前記有機発光層の上部には第２電極を形成する段階と；前記第１基板と第２基板を合着して、前記接触電極が前記第２電極と接触するようにする段階を含む。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明による望ましい実施例を説明する。
−−第１実施例−−
本発明の第１実施例は、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と発光部を別途の基板に構成して、前記発光部に構成される第２電極は薄膜トランジスタのドレイン電極から延びた延長部と接触電極を通して間接的に接触するように構成することを特徴とする。
【００３４】
図４は、本発明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。（薄膜トランジスタアレー部の説明は図２を参照する。）
図示したように、本発明による有機電界発光素子９９は、透明な第１基板１００と第２基板２００をシーラント３００を通して合着して構成する。
【００３５】
前記第１基板１００の上部には複数の画素領域Ｐが定義されて、各画素領域Ｐごとに薄膜トランジスタ（スイッチング素子と駆動素子）Ｔとアレー配線（図示せず）が構成される。
【００３６】
前記第１基板１００と向かい合う第２基板２００の一面には透明なホール注入電極である第１電極２０２を構成する。
前記第１電極２０２の上部には第１基板に定義された各画素に対応して赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）を発光する発光層２０８を各々形成する。
連続して、前記発光層２０８の上部には電子注入電極である第２電極２１０を順に構成する。
【００３７】
前述した構成において、前記発光層２０８を多層で構成する場合には主発光層２０８ａと、前記主発光層２０８ａと第１電極２０２間にホール輸送層２０８ｂをさらに構成して、前記主発光層２０８ａと第２電極２１０間に電子輸送層２０８ｃをさらに形成する。
前記第２電極２１０と薄膜トランジスタ（駆動素子ＴＤ）のドレイン電極（図示せず）は、別途の接触電極を通して接触するようになる。
【００３８】
このとき、前記接触電極１２８は、前記第２電極２１０上に形成することもでき、前記駆動素子のドレイン電極（図示せず）から延びた部分に形成することもできる。
【００３９】
前記接触電極１２８を構成して、第１基板１００及び第２基板２００を合着すれば前記ドレイン電極（図示せず）と第２電極２１０は前記接触電極２１２を通して間接的に連結される構造である。
【００４０】
このような構成は、前記第２電極２１０を第１基板１００に形成する場合と比較して、第２電極２１０を含む発光部を形成する前に薄膜トランジスタＴを保護するために形成する別途の保護膜と、工程によって前記保護膜の上部にも形成される絶縁膜などを形成する必要がない。
【００４１】
以下、図５を参照して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説明する。（図示した図面は多結晶シリコン薄膜トランジスタをスイッチング素子と駆動素子として用いた場合である。）
図示したように、基板１００の１方向にゲート配線１０２を構成して、前記ゲート配線１０２と交差するデータ配線１１５と電源配線１１４を構成する。
【００４２】
前記ゲート配線１０２とデータ配線１１５が交差して定義される領域を画素Ｐといって、前記画素Ｐの一部領域にはアクティブ層１０４、１０６とゲート電極１１０、１１１とソース電極１２１、１２６とドレイン電極１２３、１２４で構成される駆動素子ＴＤとスイッチング素子ＴＳが構成されて、駆動素子と並列でストレージキャパシタＣｓｔを構成する。
【００４３】
前記ストレージキャパシタＣｓｔは、多結晶シリコンであるアクティブパターン１０７を第１電極にして第１電極の上部に配置する電源配線１１４を第２電極にする。
【００４４】
前記スイッチング素子ＴＳのソース電極１２１は、データ配線１１５と連結して、前記ドレイン電極１２３は駆動素子ＴＤのゲート電極１１１と電気的に接触するように構成する。
【００４５】
前述した構成において、前記駆動素子ＴＤのドレイン電極１２４は、画素部に延びた延長部１２５を有し、前記延長部１２５の形状は変形可能である。
前記延長部は、図４で説明した接触電極１２８が構成または接触される領域になる。
【００４６】
以下、図６Ａないし図６Ｃを参照して本発明の工程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製造工程を工程順序に従って説明する。
図６Ａないし図６Ｃは、本発明による図５のVI−VIに沿って切断して本発明の工程順序に従って示した工程断面図である。（駆動素子とキャパシタ領域を中心に説明する。）
【００４７】
図６Ａに示したように、基板１００の全面に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含むシリコン絶縁物質グループのうちから選択された一つで第１絶縁膜であるバッファ層１０２を形成する。
【００４８】
前記バッファ層１０２が形成された基板１００は、複数の画素領域Ｐと、画素領域内にスイッチング素子（図５のＴＳ）を配置するスイッチング領域と、駆動素子ＴＤが形成される駆動領域Ｄとキャパシタ領域Ｃを定義する。
【００４９】
前記バッファ層１０２の上部に非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を蒸着した後脱水素化過程と熱を利用した結晶化工程でポリシリコン層を形成後パターニングして、アクティブパターン（１０４、図５の１０６、１０７）を形成する。
【００５０】
このとき、前記スイッチング領域（図示せず）と駆動領域に形成されたアクティブパターンは、第１アクティブ領域１０４ａと、第１アクティブ領域１０４ａの両側を各々第２アクティブ領域１０４ｂに定義する。
【００５１】
前記アクティブパターンが形成された基板１００の全面に第２絶縁膜であるゲート絶縁膜１０８を形成する。ゲート絶縁膜１０８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のうちから選択された一つで形成する。
【００５２】
連続して、前記第１アクティブ領域１０４ａ上部のゲート絶縁膜１０８上にゲート電極１１０を形成する。前記ゲート電極１１０が形成された基板１００の全面に３価または４価の不純物ＢまたはＰをドーピングして前記第２アクティブ領域１０４ｂをオーミックコンタクト領域として形成する。
【００５３】
前記ゲート電極１１０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のうちから選択された一つで形成する。
ゲート電極１１０が形成された基板１００の全面に第３絶縁膜である層間絶縁膜１１２を形成する。
【００５４】
次に、前記ストレージキャパシタ領域Ｃに形成したアクティブパターン１０７の上部に１方向に延びた電源配線１１４を形成する。
前記電源配線１１４は、駆動素子のドレイン電極（図示せず）に信号を伝達すると同時にストレージキャパシタの第２電極として用いることができる。
【００５５】
次に、図６Ｂに示したように、前記電源配線１１４が形成された基板１００の全面に前述したような絶縁物質を蒸着して第４絶縁膜である第１保護膜１１６を形成する。
連続して、前記第１保護膜１１６をパターニングして前記アクティブパターン１０４の第２アクティブ領域１０４ｂと、前記電源配線の一部を露出する第１コンタクトホール１１８と第２コンタクトホール１２０と第３コンタクトホール１２２を形成する。（このとき、図示しなかったが前記スイッチング領域の第２アクティブ領域を露出するコンタクトホールも形成される。）
【００５６】
次に、図６Ｃに示したように、前記第１保護膜１１６が形成された基板１００の全面にアルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等を含む導電性金属グループのうちから選択された一つを蒸着してパターニングして、前記第１コンタクトホール１１８を通して露出された第２アクティブ領域１０４ｂと接触しながら前記画素領域Ｐに延長形成したドレイン電極１２４と、前記第２コンタクトホール１２０と第３コンタクトホール１２２を通して露出された第２アクティブ領域１０４ｂと電源配線１１４に同時に接触するソース電極１２６を形成する。（このとき、図示しなかったが、スイッチング領域にも露出された第２アクティブ領域と接触するソース電極及びドレイン電極を形成し、前記ソース電極から前記電源配線と平行するように１方向に延びたデータ配線を形成して、前記スイッチング素子のドレイン電極は前記駆動素子のゲート電極を接触するように構成する。）
【００５７】
前述した構成において、前記ドレイン電極１２４は、画素領域Ｐに延びた延長部１２５を有し、延長部１２５の形状は多様に変形可能である。
次に、前記ドレイン電極１２４の延長部１２５に接触電極１２８を形成する。
【００５８】
前記接触電極１２８は、図４で説明した発光部の第２電極（図４の２１０）と接触する構成であって、望ましくは第２電極（図４の２１０）と同一な物質で形成する。
【００５９】
前述したような本発明による薄膜トランジスタアレー部の構成はこれまでのものと比較して、前記薄膜トランジスタの上部に形成した第５絶縁膜である保護膜と、保護膜の上部に形成された第６絶縁膜を形成する必要がないのでこれら絶縁膜を形成してパターニングするのに必要な一連の工程を省略できる。
【００６０】
前述したように構成された薄膜トランジスタアレー部の構成は必要によって図７に示したように、前記ドレイン電極１２４の延長部のみを露出するように保護膜１３０を形成することもできる。
以下、図８Ａないし図８Ｃは、前記薄膜トランジスタアレー部と合着して構成する発光部の製造工程を工程順序に従って示した図面である。
【００６１】
図８Ａ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）にホールを注入するホール注入電極であって主に透明で仕事関数が高いインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）を蒸着して形成する。
【００６２】
次に、図８Ｂ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に対応して配置して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を発光する有機発光層２０８を形成する。
このとき、前記有機発光層２０８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２０８ａにホール輸送層２０８ｂと電子輸送層２０８ｃをさらに構成する。
【００６３】
次に、図８Ｃに示したように、前記発光層２０８の上部に第２電極２１０を蒸着する工程を進める。
前記第２電極２１０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２１０を形成する物質は、アルミニウム（Ａｌ）とカルシウム（Ｃａ）とマグネシウム（Ｍｇ）のうち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。
【００６４】
前述したような工程を通して別途の発光部を形成することができる。
前述したような発光部と薄膜トランジスタアレー部を合着すれば、前で図４に説明した本発明による有機電界発光素子を製作できる。
以下、第２実施例は非晶質薄膜トランジスタを用いた場合である。
【００６５】
−−第２実施例−−
図９は、本発明の第２実施例による有機電界発光素子の一部断面を示した図面である。
薄膜トランジスタのアクティブ層を非晶質シリコンで用いた場合には前記ゲート電極の配置が変わるだけで、ポリシリコン薄膜トランジスタを用いて構成した有機電界発光素子の平面的な構成とはそれほど異ならない。
したがって、駆動素子の断面を中心に説明する。
【００６６】
図示したように、基板４００上にゲート電極４０２を形成して、前記ゲート電極４０２が形成された基板４００の全面には窒化シリコン（ＳｉＮｘ）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含んだ無機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着して第１絶縁膜であるゲート絶縁膜４０６を形成する。
【００６７】
次に、前記ゲート電極４０２上部のゲート絶縁膜４０６上にアクティブ層４０８とオーミックコンタクト層４１０を形成する。前記アクティブ層４１０の上部には両側に所定間隔離隔されたソース電極４１４とドレイン電極４１２を形成する。
このとき、前記ドレイン電極４１２は、画素部に延ばして形成し、延長部４１５の形状は多様に変形可能である。
【００６８】
前述した構成において、場合によっては以下図１０に示したように、前記ソース電極４１４及びドレイン電極４１２が形成された基板４００の全面に保護膜４１８を形成した後、前記ドレイン電極４１２から延びた延長部４１５と前記ドレイン電極４１２の一部を露出する工程を進める。
【００６９】
前記延長部４１５の上部には接触電極を構成することができる。
前述したように構成された薄膜トランジスタアレー部と前で図８Ａないし図８Ｃの工程を通して製作した発光部を合着して有機発光素子を製作することができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明による有機電界発光素子は、下記のような効果がある。
第一に、上部発光形であるので下部アレーパターンの形状の影響を受けないので高開口率を確保することができる効果がある。
第二に、前記有機電界発光層を薄膜トランジスタアレーパターンの上部に構成せず別途に構成するために、有機電界発光層を形成する工程中前記薄膜トランジスタにおよぼす影響を考慮しなくても良いので収率を向上する効果がある。
【００７１】
第三に、前記駆動素子のドレイン電極を画素部に延ばして、前記延長部を発光部の第２電極と接触電極を通して間接的に接触するようにすることによって、これまでとは違って前記薄膜トランジスタの上部に別途に形成される絶縁膜層をパターニングする工程を省略できるので工程を単純化して収率を改善する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】関連技術の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２】薄膜トランジスタアレー部の一画素を概略的に示した平面図である。
【図３】図２のIII−IIIを沿って切断した断面図である。
【図４】本発明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５】本発明による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の一画素を概略的に示した平面図である。
【図６Ａ】図５のVI−VIを沿って切断して、薄膜トランジスタアレー部の形成工程を本発明の工程順序に従って示した工程断面図である。
【図６Ｂ】図５のVI−VIを沿って切断して、薄膜トランジスタアレー部の形成工程を本発明の工程順序に従って示した工程断面図である。
【図６Ｃ】図５のVI−VIを沿って切断して、薄膜トランジスタアレー部の形成工程を本発明の工程順序に従って示した工程断面図である。
【図７】本発明の他の例である薄膜トランジスタアレー部の構成を示した断面図である。
【図８Ａ】本発明による発光部の形成工程を工程順序に従って示した工程断面図である。
【図８Ｂ】本発明による発光部の形成工程を工程順序に従って示した工程断面図である。
【図８Ｃ】本発明による発光部の形成工程を工程順序に従って示した工程断面図である。
【図９】本発明のまた他の例による薄膜トランジスタアレー部の一部断面図である。
【図１０】本発明のまた他の例による薄膜トランジスタアレー部の一部断面図である。
【符号の説明】
１００：基板
１０２：ゲート配線
１０４、１０６：アクティブパターン
１１０、１１１：ゲート電極
１１９：データ配線
１２１、１２４：ソース電極
１２３、１２６：ドレイン電極
【発明の属する技術分野】
本発明は有機電界発光素子に係り、特に開口率及び高解像度を具現できて工程単純化で生産収率を改善することができる有機電界発光素子とその製造方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
一般的に、有機電界発光素子は電子注入電極と正孔注入電極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。
【０００３】
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。
【０００４】
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、ＣＨＳ、ＰＤＡ、Ｃａｍｃｏｒｄｅｒ、Ｐａｌｍ ＰＣ等大部分のコンシューマー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。
【０００５】
また製造工程が単純なために生産原価を既存のＬＣＤより大幅に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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
以下、図１を参照して有機電界発光素子の構成を概略的に説明する。
【０００８】
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ために、一般的な方法としては前記各画素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。
【０００９】
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できる水分と酸素を除去するためのものであり、基板２８の一部をエッチングして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薄膜トランジスタアレー部を概略的に説明する。
【００１０】
図２は、有機電界発光素子の一画素を概略的に示した平面図である。
一般的に、アクティブ・マトリックス型有機電界発光素子の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うる。
【００１１】
このとき、前記基板１２は、透明な絶縁基板を用い、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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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とコンタクトホール５６を通して連結される。
【００１５】
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キャパシタ電極１５は絶縁膜をはさんで重なってストレージキャパシタＣｓｔを形成する。
【００１６】
以下、図３は、図２のIII−IIIを沿って切断した従来の有機電界発光素子の概略的な断面構成である。（多結晶薄膜トランジスタである駆動素子と発光層の断面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、基板１２上に第１絶縁膜であるバッファ層１４をまず構成して、バッファ層１４の上部にゲート電極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を構成する。
【００１７】
このとき、前記バッファ層１４の上部にはアクティブ層４２と、アクティブ層４２と第２絶縁膜３７をはさんでゲート電極３８が構成される。
前記ゲート電極３８に対して第３、４絶縁膜３９、４１をはさんでソース電極５６及びドレイン電極５２が順に構成される。
【００１８】
前記第３絶縁膜３９と第４絶縁膜４１間に電源配線３５を構成して、前記電源配線３５はソース電極５６と接触するように構成する。
前記駆動素子ＴＤの上部には、第５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、その第１電極１６の上部に特定の色の光を発光する発光層１８とが構成され、発光層１８の上部には第２電極２０が構成される。
【００１９】
このとき、前記発光層１８を構成する前に第１電極１６の上部に第６絶縁膜５８を形成してパターニングして、前記第１電極１６を露出する工程を進めた後、前記露出された第１電極１６の上部に有機発光層１８と第２電極２０を順に積層して構成する。
【００２０】
前記駆動素子ＴＤとは並列でストレージキャパシタＣｓｔが構成されるが、前記電源配線３５を第１電極にして、その下部の多結晶シリコンパターン１５を第２電極として用いる。
また、前記第２電極２０は、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構成される。
【００２１】
前述したような構成を通してこれまでのアクティブ・マトリックス型有機電界発光素子を製作することができる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これまでの有機電界発光素子は、薄膜トランジスタアレー部と発光部を単一基板上に形成して、別途のカプセル封止用の基板を合着して素子を製作した。
【００２３】
このように、単一基板上に薄膜トランジスタアレー部と発光部を形成する場合、薄膜トランジスタの収率と有機発光層の収率の積が薄膜トランジスタと有機発光層を形成したパネルの収率を決定するようになる。
これまでの場合のように構成された下板は、前記有機発光層の収率によりパネルの収率が大幅に制限される問題点を有していた。
【００２４】
特に、薄膜トランジスタが良好に形成されたとしても、１０００Å程度の薄膜を用いる有機発光層の形成時に異物やその他ほかの要素により不良が発生するようになればパネルは不良等級と判定される。
これによって良品の薄膜トランジスタを製造するのに要した諸般経費及び原材料費の損失につながって、収率が低下する問題点を有していた。
【００２５】
また、前述したような下部発光方式は、カプセル封止による安全性及び工程の自由度が高い反面開口率の制限があって高解像度製品に適用し難い問題点がある。
【００２６】
前述しなかったが、上部発光方式は光が上部に出るために光が進む方向が下部の薄膜トランジスタアレー部と関係なくて薄膜トランジスタ設計が容易であって、開口率向上が可能であるために製品寿命側面で有利であるが、既存の上部発光方式構造では有機電界発光層上部に通常的に陰極を配置するに伴い、材料選択幅が狭いために透過度が制限されて光効率が低下する点と、光透過度の低下を最小化するために薄膜型保護膜を構成する場合に外気を十分に遮断できない問題点があった。
【００２７】
本願発明は、これを解決するための目的で提案されたものであって、前記薄膜トランジスタアレー部と発光部を別途の基板に構成した後これを合着した上部発光方式の有機電界発光素子とその製造方法を提案する。
【００２８】
このとき、前記発光部に含まれる透明な第２電極は、前記薄膜トランジスタに含まれるドレイン電極の延長部と接触電極を通して間接的に接触するように構成する。
前述したような本発明による有機電界発光素子は、高輝度と高開口率を具現できて生産性と収率を改善することができる。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
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、相互に離隔して構成されて複数の画素領域が定義された第１基板及び第２基板と、前記第２基板と向かい合う第１基板の一面の画素領域ごとに配置して、アクティブ層とゲート電極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たスイッチング素子と駆動素子において、ドレイン電極が画素領域に延びた延長部を有する駆動素子と；前記駆動素子の延長部と接触する接触電極と；前記第１基板と向かい合う第２基板の全面に構成された第１電極と；前記第１電極の上部に構成された有機発光層と；前記有機発光層の上部に構成されていて、前記各画素領域ごとに独立的にパターニングされた第２電極を含む。
【００３０】
前記第１電極は、前記発光層にホールを注入する陽極電極であって、第２電極は前記発光層に電子を注入する陰極電極であり、第１電極はインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）で形成して、第２電極はカルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属のうちから選択された一つで形成する。
【００３１】
前記接触電極は、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属のうちから選択された一つで形成する。
前記発光層は、前記第１電極に近接してホール輸送層がさらに構成されて、前記第２電極に近接して電子輸送層がさらに構成される。
前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン薄膜トランジスタまたは非晶質シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とする。
【００３２】
本発明の特徴による有機電界発光素子の製造方法は、第１基板と第２基板を準備する段階と；第１基板と第２基板上に複数の画素領域を定義する段階と；第１基板の各画素領域ごとにアクティブ層とゲート電極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たスイッチング素子と駆動素子を形成する段階において、ドレイン電極から延びた延長部を含む駆動素子を形成する段階と；前記駆動素子の延長部と接触する接触電極を形成する段階と；前記第２基板の全面に透明な第１電極を形成する段階と；前記第１電極の上部には有機発光層を形成する段階と；前記有機発光層の上部には第２電極を形成する段階と；前記第１基板と第２基板を合着して、前記接触電極が前記第２電極と接触するようにする段階を含む。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明による望ましい実施例を説明する。
−−第１実施例−−
本発明の第１実施例は、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と発光部を別途の基板に構成して、前記発光部に構成される第２電極は薄膜トランジスタのドレイン電極から延びた延長部と接触電極を通して間接的に接触するように構成することを特徴とする。
【００３４】
図４は、本発明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。（薄膜トランジスタアレー部の説明は図２を参照する。）
図示したように、本発明による有機電界発光素子９９は、透明な第１基板１００と第２基板２００をシーラント３００を通して合着して構成する。
【００３５】
前記第１基板１００の上部には複数の画素領域Ｐが定義されて、各画素領域Ｐごとに薄膜トランジスタ（スイッチング素子と駆動素子）Ｔとアレー配線（図示せず）が構成される。
【００３６】
前記第１基板１００と向かい合う第２基板２００の一面には透明なホール注入電極である第１電極２０２を構成する。
前記第１電極２０２の上部には第１基板に定義された各画素に対応して赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）を発光する発光層２０８を各々形成する。
連続して、前記発光層２０８の上部には電子注入電極である第２電極２１０を順に構成する。
【００３７】
前述した構成において、前記発光層２０８を多層で構成する場合には主発光層２０８ａと、前記主発光層２０８ａと第１電極２０２間にホール輸送層２０８ｂをさらに構成して、前記主発光層２０８ａと第２電極２１０間に電子輸送層２０８ｃをさらに形成する。
前記第２電極２１０と薄膜トランジスタ（駆動素子ＴＤ）のドレイン電極（図示せず）は、別途の接触電極を通して接触するようになる。
【００３８】
このとき、前記接触電極１２８は、前記第２電極２１０上に形成することもでき、前記駆動素子のドレイン電極（図示せず）から延びた部分に形成することもできる。
【００３９】
前記接触電極１２８を構成して、第１基板１００及び第２基板２００を合着すれば前記ドレイン電極（図示せず）と第２電極２１０は前記接触電極２１２を通して間接的に連結される構造である。
【００４０】
このような構成は、前記第２電極２１０を第１基板１００に形成する場合と比較して、第２電極２１０を含む発光部を形成する前に薄膜トランジスタＴを保護するために形成する別途の保護膜と、工程によって前記保護膜の上部にも形成される絶縁膜などを形成する必要がない。
【００４１】
以下、図５を参照して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説明する。（図示した図面は多結晶シリコン薄膜トランジスタをスイッチング素子と駆動素子として用いた場合である。）
図示したように、基板１００の１方向にゲート配線１０２を構成して、前記ゲート配線１０２と交差するデータ配線１１５と電源配線１１４を構成する。
【００４２】
前記ゲート配線１０２とデータ配線１１５が交差して定義される領域を画素Ｐといって、前記画素Ｐの一部領域にはアクティブ層１０４、１０６とゲート電極１１０、１１１とソース電極１２１、１２６とドレイン電極１２３、１２４で構成される駆動素子ＴＤとスイッチング素子ＴＳが構成されて、駆動素子と並列でストレージキャパシタＣｓｔを構成する。
【００４３】
前記ストレージキャパシタＣｓｔは、多結晶シリコンであるアクティブパターン１０７を第１電極にして第１電極の上部に配置する電源配線１１４を第２電極にする。
【００４４】
前記スイッチング素子ＴＳのソース電極１２１は、データ配線１１５と連結して、前記ドレイン電極１２３は駆動素子ＴＤのゲート電極１１１と電気的に接触するように構成する。
【００４５】
前述した構成において、前記駆動素子ＴＤのドレイン電極１２４は、画素部に延びた延長部１２５を有し、前記延長部１２５の形状は変形可能である。
前記延長部は、図４で説明した接触電極１２８が構成または接触される領域になる。
【００４６】
以下、図６Ａないし図６Ｃを参照して本発明の工程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製造工程を工程順序に従って説明する。
図６Ａないし図６Ｃは、本発明による図５のVI−VIに沿って切断して本発明の工程順序に従って示した工程断面図である。（駆動素子とキャパシタ領域を中心に説明する。）
【００４７】
図６Ａに示したように、基板１００の全面に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含むシリコン絶縁物質グループのうちから選択された一つで第１絶縁膜であるバッファ層１０２を形成する。
【００４８】
前記バッファ層１０２が形成された基板１００は、複数の画素領域Ｐと、画素領域内にスイッチング素子（図５のＴＳ）を配置するスイッチング領域と、駆動素子ＴＤが形成される駆動領域Ｄとキャパシタ領域Ｃを定義する。
【００４９】
前記バッファ層１０２の上部に非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を蒸着した後脱水素化過程と熱を利用した結晶化工程でポリシリコン層を形成後パターニングして、アクティブパターン（１０４、図５の１０６、１０７）を形成する。
【００５０】
このとき、前記スイッチング領域（図示せず）と駆動領域に形成されたアクティブパターンは、第１アクティブ領域１０４ａと、第１アクティブ領域１０４ａの両側を各々第２アクティブ領域１０４ｂに定義する。
【００５１】
前記アクティブパターンが形成された基板１００の全面に第２絶縁膜であるゲート絶縁膜１０８を形成する。ゲート絶縁膜１０８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のうちから選択された一つで形成する。
【００５２】
連続して、前記第１アクティブ領域１０４ａ上部のゲート絶縁膜１０８上にゲート電極１１０を形成する。前記ゲート電極１１０が形成された基板１００の全面に３価または４価の不純物ＢまたはＰをドーピングして前記第２アクティブ領域１０４ｂをオーミックコンタクト領域として形成する。
【００５３】
前記ゲート電極１１０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のうちから選択された一つで形成する。
ゲート電極１１０が形成された基板１００の全面に第３絶縁膜である層間絶縁膜１１２を形成する。
【００５４】
次に、前記ストレージキャパシタ領域Ｃに形成したアクティブパターン１０７の上部に１方向に延びた電源配線１１４を形成する。
前記電源配線１１４は、駆動素子のドレイン電極（図示せず）に信号を伝達すると同時にストレージキャパシタの第２電極として用いることができる。
【００５５】
次に、図６Ｂに示したように、前記電源配線１１４が形成された基板１００の全面に前述したような絶縁物質を蒸着して第４絶縁膜である第１保護膜１１６を形成する。
連続して、前記第１保護膜１１６をパターニングして前記アクティブパターン１０４の第２アクティブ領域１０４ｂと、前記電源配線の一部を露出する第１コンタクトホール１１８と第２コンタクトホール１２０と第３コンタクトホール１２２を形成する。（このとき、図示しなかったが前記スイッチング領域の第２アクティブ領域を露出するコンタクトホールも形成される。）
【００５６】
次に、図６Ｃに示したように、前記第１保護膜１１６が形成された基板１００の全面にアルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等を含む導電性金属グループのうちから選択された一つを蒸着してパターニングして、前記第１コンタクトホール１１８を通して露出された第２アクティブ領域１０４ｂと接触しながら前記画素領域Ｐに延長形成したドレイン電極１２４と、前記第２コンタクトホール１２０と第３コンタクトホール１２２を通して露出された第２アクティブ領域１０４ｂと電源配線１１４に同時に接触するソース電極１２６を形成する。（このとき、図示しなかったが、スイッチング領域にも露出された第２アクティブ領域と接触するソース電極及びドレイン電極を形成し、前記ソース電極から前記電源配線と平行するように１方向に延びたデータ配線を形成して、前記スイッチング素子のドレイン電極は前記駆動素子のゲート電極を接触するように構成する。）
【００５７】
前述した構成において、前記ドレイン電極１２４は、画素領域Ｐに延びた延長部１２５を有し、延長部１２５の形状は多様に変形可能である。
次に、前記ドレイン電極１２４の延長部１２５に接触電極１２８を形成する。
【００５８】
前記接触電極１２８は、図４で説明した発光部の第２電極（図４の２１０）と接触する構成であって、望ましくは第２電極（図４の２１０）と同一な物質で形成する。
【００５９】
前述したような本発明による薄膜トランジスタアレー部の構成はこれまでのものと比較して、前記薄膜トランジスタの上部に形成した第５絶縁膜である保護膜と、保護膜の上部に形成された第６絶縁膜を形成する必要がないのでこれら絶縁膜を形成してパターニングするのに必要な一連の工程を省略できる。
【００６０】
前述したように構成された薄膜トランジスタアレー部の構成は必要によって図７に示したように、前記ドレイン電極１２４の延長部のみを露出するように保護膜１３０を形成することもできる。
以下、図８Ａないし図８Ｃは、前記薄膜トランジスタアレー部と合着して構成する発光部の製造工程を工程順序に従って示した図面である。
【００６１】
図８Ａ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）にホールを注入するホール注入電極であって主に透明で仕事関数が高いインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）を蒸着して形成する。
【００６２】
次に、図８Ｂ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に対応して配置して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を発光する有機発光層２０８を形成する。
このとき、前記有機発光層２０８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２０８ａにホール輸送層２０８ｂと電子輸送層２０８ｃをさらに構成する。
【００６３】
次に、図８Ｃに示したように、前記発光層２０８の上部に第２電極２１０を蒸着する工程を進める。
前記第２電極２１０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２１０を形成する物質は、アルミニウム（Ａｌ）とカルシウム（Ｃａ）とマグネシウム（Ｍｇ）のうち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。
【００６４】
前述したような工程を通して別途の発光部を形成することができる。
前述したような発光部と薄膜トランジスタアレー部を合着すれば、前で図４に説明した本発明による有機電界発光素子を製作できる。
以下、第２実施例は非晶質薄膜トランジスタを用いた場合である。
【００６５】
−−第２実施例−−
図９は、本発明の第２実施例による有機電界発光素子の一部断面を示した図面である。
薄膜トランジスタのアクティブ層を非晶質シリコンで用いた場合には前記ゲート電極の配置が変わるだけで、ポリシリコン薄膜トランジスタを用いて構成した有機電界発光素子の平面的な構成とはそれほど異ならない。
したがって、駆動素子の断面を中心に説明する。
【００６６】
図示したように、基板４００上にゲート電極４０２を形成して、前記ゲート電極４０２が形成された基板４００の全面には窒化シリコン（ＳｉＮｘ）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含んだ無機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着して第１絶縁膜であるゲート絶縁膜４０６を形成する。
【００６７】
次に、前記ゲート電極４０２上部のゲート絶縁膜４０６上にアクティブ層４０８とオーミックコンタクト層４１０を形成する。前記アクティブ層４１０の上部には両側に所定間隔離隔されたソース電極４１４とドレイン電極４１２を形成する。
このとき、前記ドレイン電極４１２は、画素部に延ばして形成し、延長部４１５の形状は多様に変形可能である。
【００６８】
前述した構成において、場合によっては以下図１０に示したように、前記ソース電極４１４及びドレイン電極４１２が形成された基板４００の全面に保護膜４１８を形成した後、前記ドレイン電極４１２から延びた延長部４１５と前記ドレイン電極４１２の一部を露出する工程を進める。
【００６９】
前記延長部４１５の上部には接触電極を構成することができる。
前述したように構成された薄膜トランジスタアレー部と前で図８Ａないし図８Ｃの工程を通して製作した発光部を合着して有機発光素子を製作することができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明による有機電界発光素子は、下記のような効果がある。
第一に、上部発光形であるので下部アレーパターンの形状の影響を受けないので高開口率を確保することができる効果がある。
第二に、前記有機電界発光層を薄膜トランジスタアレーパターンの上部に構成せず別途に構成するために、有機電界発光層を形成する工程中前記薄膜トランジスタにおよぼす影響を考慮しなくても良いので収率を向上する効果がある。
【００７１】
第三に、前記駆動素子のドレイン電極を画素部に延ばして、前記延長部を発光部の第２電極と接触電極を通して間接的に接触するようにすることによって、これまでとは違って前記薄膜トランジスタの上部に別途に形成される絶縁膜層をパターニングする工程を省略できるので工程を単純化して収率を改善する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】関連技術の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２】薄膜トランジスタアレー部の一画素を概略的に示した平面図である。
【図３】図２のIII−IIIを沿って切断した断面図である。
【図４】本発明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５】本発明による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の一画素を概略的に示した平面図である。
【図６Ａ】図５のVI−VIを沿って切断して、薄膜トランジスタアレー部の形成工程を本発明の工程順序に従って示した工程断面図である。
【図６Ｂ】図５のVI−VIを沿って切断して、薄膜トランジスタアレー部の形成工程を本発明の工程順序に従って示した工程断面図である。
【図６Ｃ】図５のVI−VIを沿って切断して、薄膜トランジスタアレー部の形成工程を本発明の工程順序に従って示した工程断面図である。
【図７】本発明の他の例である薄膜トランジスタアレー部の構成を示した断面図である。
【図８Ａ】本発明による発光部の形成工程を工程順序に従って示した工程断面図である。
【図８Ｂ】本発明による発光部の形成工程を工程順序に従って示した工程断面図である。
【図８Ｃ】本発明による発光部の形成工程を工程順序に従って示した工程断面図である。
【図９】本発明のまた他の例による薄膜トランジスタアレー部の一部断面図である。
【図１０】本発明のまた他の例による薄膜トランジスタアレー部の一部断面図である。
【符号の説明】
１００：基板
１０２：ゲート配線
１０４、１０６：アクティブパターン
１１０、１１１：ゲート電極
１１９：データ配線
１２１、１２４：ソース電極
１２３、１２６：ドレイン電極
Claims (12)
- 相互に離隔して構成されていて複数の画素領域が定義された第１基板及び第２基板、
前記第２基板と向かい合う第１基板上の画素領域ごとに配置してあり、各々がアクティブ層、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を含む薄膜トランジスタで構成されたスイッチング素子と駆動素子、前記駆動素子のドレイン電極は延長部を有し；
前記駆動素子のドレイン電極の延長部上の接触電極；
前記第１基板と向かい合う第２基板の上に構成された第１電極；
前記第１電極の上に構成された有機発光層；
前記有機発光層の上に構成され、前記接触電極と接触している第２電極とを含み、
前記駆動素子のドレイン電極と前記第２電極は前記接触電極との接触によって電気的接続が与えられており、
前記接触電極は前記第２電極と同じ金属材料で形成されている有機電界発光素子。 - 前記第１電極は、前記発光層にホールを注入する陽極電極であって、第２電極は前記発光層に電子を注入する陰極電極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。
- 前記第１電極は、インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）であ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。
- 前記第２電極と前記接触電極は、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属のうちから選択された一つで構成したことを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光素子。
- 前記発光層は、前記第１電極に近接してホール輸送層がさらに構成されて、前記第２電極に近接して電子輸送層がさらに構成されたことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン薄膜トランジスタまたは非晶質シリコン薄膜トランジスタ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。
- 第１基板と第２基板を準備する段階；
第１基板と第２基板上に複数の画素領域を定義する段階；
第１基板の各画素領域ごとに各々がアクティブ層とゲート電極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たスイッチング素子と駆動素子を形成する段階、ここで前記駆動素子のドレイン電極は延長部を含み、
前記駆動素子のドレイン電極の延長部上に接触電極を形成する段階；
前記第２基板上に透明な第１電極を形成する段階；
前記第１電極の上に有機発光層を形成する段階；
前記有機発光層上に第２電極を形成する段階；
前記第１基板と第２基板を合体して、前記接触電極が前記第２電極と接触するようにする段階とを含むことからなり、
前記駆動素子のドレイン電極と前記第２電極は前記接触電極との接触によって電気的接続が与えられており、
前記接触電極は前記第２電極と同じ金属材料で形成されている製造方法。 - 前記第１電極は、前記発光層にホールを注入する陽極電極であって、第２電極は前記発光層に電子を注入する陰極電極であることを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記第１電極は、インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）であ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製造方法。
- 前記第２電極と前記接触電極は、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属のうちから選択された一つで構成したことを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記発光層は、前記第１電極に近接してホール輸送層を、前記第２電極に近接して電子輸送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７に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記薄膜トランジスタは、多結晶シリコン薄膜トランジスタまたは非晶質シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子製造方法。
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