JP4247967B2 - 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、特に大面積表示装置に適用可能で、開口率及び高解像度を具現できて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。
【０００３】
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。
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
図１は、関連技術における完成された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。
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す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。
【０００６】
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。
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。
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。
【０００７】
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３５とコンタクトホール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。
【０００８】
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を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。
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の下部には多結晶シリコン層である第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。
前述したような構成を通して関連技術におけるアクティブ・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。
【０００９】
【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。
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。
【００１０】
関連技術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。
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。
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。
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の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ことによって、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。
【００１１】
本願発明はこれを解決するための目的として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。
このとき、前記発光部に含まれる透明な第１電極に低抵抗補助電極をさらに構成する。
このようにすると、基板の全面積に対して前記第１電極の抵抗を低めることができるために大面積の有機電界発光素子を製作することができる。
【００１２】
【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基板の一面の各画素領域ごとに構成されたスイッチング素子及びこれに連結された駆動素子と；前記駆動素子に連結されて画素領域ごとに独立的に構成された連結電極と；前記第１基板と向かい合う第２基板の一面のうち前記画素領域の間の領域に対応して構成された補助電極と；前記補助電極が形成された第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、画素領域ごとに独立的に構成された第２電極を含む。
前記補助電極は格子状であることを特徴とする。
【００１３】
前述した構成において、前記補助電極上部の第１電極上に補助電極と同一平面上にある隔壁がさらに構成される。
前記構成において、補助電極は前記第１電極と隔壁間に構成することができる。
前記補助電極は、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）を含む導電性金属グループ中前記第１電極より抵抗が低い物質を選択して形成する。
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って、第１電極はインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）で構成して、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構成する。
【００１４】
前記連結電極は、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をさらに構成して、前記第２電極に近接して電子輸送層をさらに構成することができる。
前記補助電極は、第１電極より低い抵抗値を有する導電性金属であり、このような金属としてはアルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−ネオジム合金（Ａｌ−Ｎｄ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）等がある。
前記スイッチング素子と駆動素子は、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ある。
【００１５】
本発明の特徴による有機電界発光素子製造方法は、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スイッチング素子とこれに連結された駆動素子を形成する段階と；前記駆動素子に連結されて画素領域ごとに独立的に構成される連結電極を形成する段階と；前記第２基板上部の画素領域間の領域に補助電極を形成する段階と；前記補助電極が形成された第２基板の全面に第１電極を形成する段階と；前記第１電極の上部に発光層を形成する段階と；前記発光層の上部に画素領域ごとに独立的に構成される第２電極を形成する段階と；前記第１基板の連結電極が前記第２電極と接触するように第１基板と第２基板を合着する段階を含む。
【００１６】
【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。
【００１７】
−−第１実施例−−
本発明の特徴は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するが、図４のように前記発光部に構成される第１電極（ホール注入電極）２０２と接触する低抵抗補助電極２０１をさらに構成することを特徴とする。
【００１８】
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。
前記第１基板１００の上部には複数の画素領域Ｐが定義されていて、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。
前記第２基板２００の上部には補助電極２０１を構成して、補助電極２０１が構成された基板２００の全面に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の上部には有機発光層２０８と、第２電極２１０を順に構成する。
前記第２電極２１０と駆動素子ＴＤのドレイン電極１１８は、別途の連結電極１２４を通して間接的に連結される。すなわち、前記連結電極１２４を第１基板１００に構成して第１基板１００及び第２基板２００を合着すれば前記連結電極１２４が発光層２０８の上部に構成された電子注入電極である第２電極２１０と接触するようになる。
前述した構成において、前記低抵抗補助電極２０１は、開口率を考慮して、画素領域Ｐの間の領域に対応するように構成する。
一般的に、前記画素領域Ｐは、マトリックス状で構成され、このような画素領域Ｐ間に構成される補助電極２０１は格子状になる。
【００１９】
図５は本発明による発光部の構成を示した図面である。
図５に示した図面は、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、透明な基板２００上に格子状の低抵抗補助電極２０１を構成して、前記補助電極２０１の上部にはホール注入電極である透明な第１電極２０２を構成する。
連続して、前記第１電極２０２の上部には発光層２０８と第２電極２１０を構成する。
このとき、前記第２電極２１０は、各画素Ｐごとに独立的に構成する。
前記発光層２０８は、単一層または多層で構成することができて、多層で構成する場合には前記第１電極２０２と近接してホール輸送層（図示せず）をさらに構成して、前記第２電極２１０と近接して電子輸送層（図示せず）をさらに構成する。
前述した構成において、一般的にホール注入電極としてはインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）を用いているが、前記ＩＴＯ電極は抵抗が高くて大面積になるほど信号遅延値が大きくなる問題がある。
前記補助電極２０１は、前記第１電極２０２の抵抗を低めるための目的で構成するものであり、第１電極２０２より低い抵抗値を有する導電性金属物質で形成する。例えば、第１電極２０２をインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）で形成する場合には補助電極２０１としてアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）等を用いることができる。
【００２０】
以下、図６Ａないし図６Ｃ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製造方法を説明する。（駆動素子を中心に説明する。）図６Ａないし図６Ｃは、本発明の工程順序に従って示した工程断面図である。（図２の平面を参照して説明する）
【００２１】
図６Ａに示したように、複数の画素領域Ｐが定義された基板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。
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を進めて多結晶シリコン層を形成後パターニングして、アクティブ層１０４を形成する。
前記アクティブ層１０４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。
前記アクティブ層１０４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１０６を形成する。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のうちから選択された一つで形成する。
このとき、前記ゲート絶縁膜１０６は、そのまま残すこともでき、前記ゲート電極１０８と同一な形状でエッチングして形成することもできる。
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１０６上にゲート電極１０８を形成する。前記ゲート電極１０８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で形成する。
ゲート電極１０８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１１０を形成してパターニングし、前記第１アクティブ領域１０４ａの両側に定義された第２アクティブ領域１０４ｂを各々露出する第１コンタクトホール１１２と第２コンタクトホール１１４を形成する。
前記ゲート電極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のうちから選択された一つで形成して、層間絶縁膜１１０は前述したような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。
【００２２】
図６Ｂに示したように、前記層間絶縁膜１１０が形成された基板１００の全面に第２金属層を形成した後パターニングして、前記露出された第２アクティブ領域１０４ｂに各々接触するソース電極１１６とドレイン電極１１８を形成する。連続して、前記ソース及びドレイン電極１１６、１１８が形成された基板１００の全面に前述した無機絶縁物質グループのうちから選択された一つまたは場合によってはベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）とアクリル系樹脂を含む有機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着または塗布して第４絶縁膜である保護膜１２０を形成する。
次に、前記保護膜１２０をパターニングして前記各駆動素子Ｔのドレイン電極１１８の一部を露出するドレインコンタクトホール１２２を形成する。
【００２３】
図６Ｃに示したように、前記保護膜１２０が形成された基板１００の全面に導電性金属を蒸着してパターニングし、前記ドレイン電極１１８と接触する連結電極１２４を形成する。
（前述した工程中、図示しなかったが、前記駆動素子と連結されるスイッチング素子は駆動素子と同一な工程で形成し、前記スイッチング素子のドレイン電極と前記駆動素子のゲート電極を連結する工程を進める。
また、前記スイッチング素子のゲート電極を形成する工程で図２で説明したゲート配線を形成して、スイッチング素子のソース電極及びドレイン電極を形成する工程中前記ソース電極と連結されるデータ配線を形成する工程を進める。）
前述した工程を通して本発明による薄膜トランジスタアレー基板を形成することができる。
【００２４】
以下、図７Ａないし図７Ｃを通して、前記アレー基板と接触する発光部の形成工程を説明する。
図７Ａないし図７Ｃは、本発明による有機発光層の製造工程を順序に従って示した工程断面図である。
【００２５】
図７Ａに示したように、透明な絶縁基板２００上に低抵抗金属を蒸着してパターニングし前述した格子状の補助電極２０１を形成する。
このとき、前記補助電極２０１は、以後形成される第１電極（図示せず）の抵抗より低抵抗の金属ならばすべて可能であり、例えば第１電極（図示せず）を形成する物質がＩＴＯならば補助電極２０１としてクロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金（ＡｌＮｄ）等を用いることができる。
前記補助電極２０１は、一般的に不透明な金属を用いて表示領域Ｐとして用いられない領域に対応して構成する。
次に、前記補助電極２０１が形成された基板の全面に第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。
【００２６】
次に、図７Ｂ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。
【００２７】
次に、図７Ｃ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、相互に独立されるように構成する。
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。前述したような工程を通して製作した薄膜トランジスタアレー部と発光部を合着することによって図４に示した本発明の第１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。
【００２８】
以下、第２実施例は前記発光部に隔壁を含む有機電界発光素子を説明する。
【００２９】
−−第２実施例−−
本発明の第２実施例は、前記補助電極の上部に隔壁を設置することを特徴とする。
【００３０】
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。
本発明による有機電界発光素子４００は、第１基板５００と第２基板６００をシーラント３００で合着して構成し、第１基板５００と第２基板６００は各々複数の画素領域Ｐが定義される。
このとき、前記第１基板及び第２基板５００、６００は、各画素領域Ｐが相互に対応するように構成する。
図示したように、第１基板５００の上部にはアクティブ層５０２とゲート電極５０４とソース電極５０６及びドレイン電極５０８を含む薄膜トランジスタ（スイッチング素子と駆動素子）が構成され、前記薄膜トランジスタＴＤのドレイン電極５０８に接触する連結電極５１０を構成する。
前記第１基板５００と向かい合う第２基板６００の一面には補助電極６０２を形成する。補助電極は非表示領域である画素領域Ｐ間に構成する。
【００３１】
一般的に前記画素領域Ｐがマトリックス状で構成されるために、前記画素領域Ｐ間に配置する補助電極６０２は格子状になる。
前記補助電極６０２の上部にはホール注入電極である第１電極６０４を構成する。第１電極６０４は共通電極であって基板６００の全面に形成し、仕事関数が高くて透明な特性を有するＩＴＯを用いる。
前記第１電極６０４の上部には前記補助電極６０２と対応する位置に隔壁６０６を形成する。
前記隔壁６０６は、前記第１基板５００に近接した部分が補助電極６０２に近接した部分より広い面積で構成する。
次に、前記隔壁６０６間に露出された第１電極６０４の上部に発光層６０８を形成する。発光層６０８は単層または多層で構成することができて多層で構成する場合、主発光層６０８ａを中心に前記第１電極６０４と近接した層はホール輸送層６０８ｂを構成して、反対側には電子輸送層６０８ｃを構成する。
次に、前記発光層６０８の上部には第２電極６１０を形成するが、第２電極６１０は蒸着される工程中前記隔壁６０６により分離されて各画素領域Ｐごとに相互に独立的に構成される。
前述したような構成で本発明の第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。
【００３２】
以下、第３実施例は前記第２実施例の変形された例である。
【００３３】
−−第３実施例−−
本発明の第３実施例は、前記補助電極を第１電極と隔壁間に構成することを特徴とする。
図９は、本発明の第３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。
図示したように、有機電界発光素子４００は、薄膜トランジスタアレー部が構成された第１基板５００と発光部が構成された第２基板６００をシーラント３００を合着して製作する。
前記第２基板６００と第１基板５００は、複数の画素領域Ｐに定義されて各画素領域Ｐは相互に対応するように構成する。
前記第１基板５００と向かい合う第２基板６００の上部にはアクティブ層５０２とゲート電極５０４とソース電極５０６及びドレイン電極５０８を含む薄膜トランジスタ（スイッチング素子と駆動素子）ＴＤが構成され、前記薄膜トランジスタ（駆動素子）ＴＤのドレイン電極５０６に接触する連結電極５１０を形成する。
前記第１基板５００と向かい合う第２基板６００の全面にホール注入電極である第１電極６０４を形成する。
前記第１電極６０４は、前述したようにホール注入電極であって、仕事関数が大きいＩＴＯを用いる。
前記第１電極６０４の上部には前述した格子状の補助電極６０２を構成する。前記補助電極６０２の上部には隔壁６０６を配置し、隔壁６０６は前記補助電極の形状（格子状）とおりに構成することができる。
前記隔壁６０６は、前記第１基板に近接した部分が補助電極６０４に触れる部分より広い面積で構成する。
【００３４】
次に、隔壁６０６間に露出された第１電極６０４の上部に発光層６０８を形成する。発光層６０８は単層または多層で構成することができるが、多層で構成する場合、主発光層６０８ａを中心に前記第１電極６０４と近接した層はホール輸送層６０８ｂを構成して、反対側には電子輸送層６０８ｃを構成する。
次に、前記発光層６０８の上部には第２電極６１０を形成するが、第２電極６１０は蒸着される工程中前記隔壁６０６により分離されて各画素領域Ｐごとに相互に独立的に構成される。
前述したような構成で本発明の第３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。
【００３５】
【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に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。
第三に、前記補助電極により第１電極の抵抗を低めることができるので大面積の有機電界発光素子を形成することができる。
【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】本発明の第１実施例による発光部の構成を概略的に示した断面図である。
【図６Ａ】本発明による薄膜トランジスタアレー部形成工程を工程順序によって示した工程断面図である。
【図６Ｂ】本発明による薄膜トランジスタアレー部形成工程を工程順序によって示した工程断面図である。
【図６Ｃ】本発明による薄膜トランジスタアレー部形成工程を工程順序によって示した工程断面図である。
【図７Ａ】本発明による発光部の形成工程を工程順序によって示した工程断面図である。
【図７Ｂ】本発明による発光部の形成工程を工程順序によって示した工程断面図である。
【図７Ｃ】本発明による発光部の形成工程を工程順序によって示した工程断面図である。
【図８】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９】本発明の第３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。
【符号の説明】
２００：基板
２０１：補助電極
２０２：第１電極
２０４：有機発光層
２０６：第２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、特に大面積表示装置に適用可能で、開口率及び高解像度を具現できて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。
【０００３】
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。
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
図１は、関連技術における完成された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。
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す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。
【０００６】
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。
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。
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。
【０００７】
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３５とコンタクトホール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。
【０００８】
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を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。
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の下部には多結晶シリコン層である第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。
前述したような構成を通して関連技術におけるアクティブ・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。
【０００９】
【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。
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。
【００１０】
関連技術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。
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。
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。
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の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ことによって、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。
【００１１】
本願発明はこれを解決するための目的として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。
このとき、前記発光部に含まれる透明な第１電極に低抵抗補助電極をさらに構成する。
このようにすると、基板の全面積に対して前記第１電極の抵抗を低めることができるために大面積の有機電界発光素子を製作することができる。
【００１２】
【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基板の一面の各画素領域ごとに構成されたスイッチング素子及びこれに連結された駆動素子と；前記駆動素子に連結されて画素領域ごとに独立的に構成された連結電極と；前記第１基板と向かい合う第２基板の一面のうち前記画素領域の間の領域に対応して構成された補助電極と；前記補助電極が形成された第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、画素領域ごとに独立的に構成された第２電極を含む。
前記補助電極は格子状であることを特徴とする。
【００１３】
前述した構成において、前記補助電極上部の第１電極上に補助電極と同一平面上にある隔壁がさらに構成される。
前記構成において、補助電極は前記第１電極と隔壁間に構成することができる。
前記補助電極は、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）を含む導電性金属グループ中前記第１電極より抵抗が低い物質を選択して形成する。
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って、第１電極はインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）で構成して、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構成する。
【００１４】
前記連結電極は、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をさらに構成して、前記第２電極に近接して電子輸送層をさらに構成することができる。
前記補助電極は、第１電極より低い抵抗値を有する導電性金属であり、このような金属としてはアルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−ネオジム合金（Ａｌ−Ｎｄ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）等がある。
前記スイッチング素子と駆動素子は、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ある。
【００１５】
本発明の特徴による有機電界発光素子製造方法は、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スイッチング素子とこれに連結された駆動素子を形成する段階と；前記駆動素子に連結されて画素領域ごとに独立的に構成される連結電極を形成する段階と；前記第２基板上部の画素領域間の領域に補助電極を形成する段階と；前記補助電極が形成された第２基板の全面に第１電極を形成する段階と；前記第１電極の上部に発光層を形成する段階と；前記発光層の上部に画素領域ごとに独立的に構成される第２電極を形成する段階と；前記第１基板の連結電極が前記第２電極と接触するように第１基板と第２基板を合着する段階を含む。
【００１６】
【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。
【００１７】
−−第１実施例−−
本発明の特徴は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するが、図４のように前記発光部に構成される第１電極（ホール注入電極）２０２と接触する低抵抗補助電極２０１をさらに構成することを特徴とする。
【００１８】
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。
前記第１基板１００の上部には複数の画素領域Ｐが定義されていて、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。
前記第２基板２００の上部には補助電極２０１を構成して、補助電極２０１が構成された基板２００の全面に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の上部には有機発光層２０８と、第２電極２１０を順に構成する。
前記第２電極２１０と駆動素子ＴＤのドレイン電極１１８は、別途の連結電極１２４を通して間接的に連結される。すなわち、前記連結電極１２４を第１基板１００に構成して第１基板１００及び第２基板２００を合着すれば前記連結電極１２４が発光層２０８の上部に構成された電子注入電極である第２電極２１０と接触するようになる。
前述した構成において、前記低抵抗補助電極２０１は、開口率を考慮して、画素領域Ｐの間の領域に対応するように構成する。
一般的に、前記画素領域Ｐは、マトリックス状で構成され、このような画素領域Ｐ間に構成される補助電極２０１は格子状になる。
【００１９】
図５は本発明による発光部の構成を示した図面である。
図５に示した図面は、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、透明な基板２００上に格子状の低抵抗補助電極２０１を構成して、前記補助電極２０１の上部にはホール注入電極である透明な第１電極２０２を構成する。
連続して、前記第１電極２０２の上部には発光層２０８と第２電極２１０を構成する。
このとき、前記第２電極２１０は、各画素Ｐごとに独立的に構成する。
前記発光層２０８は、単一層または多層で構成することができて、多層で構成する場合には前記第１電極２０２と近接してホール輸送層（図示せず）をさらに構成して、前記第２電極２１０と近接して電子輸送層（図示せず）をさらに構成する。
前述した構成において、一般的にホール注入電極としてはインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）を用いているが、前記ＩＴＯ電極は抵抗が高くて大面積になるほど信号遅延値が大きくなる問題がある。
前記補助電極２０１は、前記第１電極２０２の抵抗を低めるための目的で構成するものであり、第１電極２０２より低い抵抗値を有する導電性金属物質で形成する。例えば、第１電極２０２をインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）で形成する場合には補助電極２０１としてアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）等を用いることができる。
【００２０】
以下、図６Ａないし図６Ｃ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製造方法を説明する。（駆動素子を中心に説明する。）図６Ａないし図６Ｃは、本発明の工程順序に従って示した工程断面図である。（図２の平面を参照して説明する）
【００２１】
図６Ａに示したように、複数の画素領域Ｐが定義された基板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。
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を進めて多結晶シリコン層を形成後パターニングして、アクティブ層１０４を形成する。
前記アクティブ層１０４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。
前記アクティブ層１０４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１０６を形成する。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のうちから選択された一つで形成する。
このとき、前記ゲート絶縁膜１０６は、そのまま残すこともでき、前記ゲート電極１０８と同一な形状でエッチングして形成することもできる。
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１０６上にゲート電極１０８を形成する。前記ゲート電極１０８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で形成する。
ゲート電極１０８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１１０を形成してパターニングし、前記第１アクティブ領域１０４ａの両側に定義された第２アクティブ領域１０４ｂを各々露出する第１コンタクトホール１１２と第２コンタクトホール１１４を形成する。
前記ゲート電極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のうちから選択された一つで形成して、層間絶縁膜１１０は前述したような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。
【００２２】
図６Ｂに示したように、前記層間絶縁膜１１０が形成された基板１００の全面に第２金属層を形成した後パターニングして、前記露出された第２アクティブ領域１０４ｂに各々接触するソース電極１１６とドレイン電極１１８を形成する。連続して、前記ソース及びドレイン電極１１６、１１８が形成された基板１００の全面に前述した無機絶縁物質グループのうちから選択された一つまたは場合によってはベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）とアクリル系樹脂を含む有機絶縁物質グループのうちから選択された一つを蒸着または塗布して第４絶縁膜である保護膜１２０を形成する。
次に、前記保護膜１２０をパターニングして前記各駆動素子Ｔのドレイン電極１１８の一部を露出するドレインコンタクトホール１２２を形成する。
【００２３】
図６Ｃに示したように、前記保護膜１２０が形成された基板１００の全面に導電性金属を蒸着してパターニングし、前記ドレイン電極１１８と接触する連結電極１２４を形成する。
（前述した工程中、図示しなかったが、前記駆動素子と連結されるスイッチング素子は駆動素子と同一な工程で形成し、前記スイッチング素子のドレイン電極と前記駆動素子のゲート電極を連結する工程を進める。
また、前記スイッチング素子のゲート電極を形成する工程で図２で説明したゲート配線を形成して、スイッチング素子のソース電極及びドレイン電極を形成する工程中前記ソース電極と連結されるデータ配線を形成する工程を進める。）
前述した工程を通して本発明による薄膜トランジスタアレー基板を形成することができる。
【００２４】
以下、図７Ａないし図７Ｃを通して、前記アレー基板と接触する発光部の形成工程を説明する。
図７Ａないし図７Ｃは、本発明による有機発光層の製造工程を順序に従って示した工程断面図である。
【００２５】
図７Ａに示したように、透明な絶縁基板２００上に低抵抗金属を蒸着してパターニングし前述した格子状の補助電極２０１を形成する。
このとき、前記補助電極２０１は、以後形成される第１電極（図示せず）の抵抗より低抵抗の金属ならばすべて可能であり、例えば第１電極（図示せず）を形成する物質がＩＴＯならば補助電極２０１としてクロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金（ＡｌＮｄ）等を用いることができる。
前記補助電極２０１は、一般的に不透明な金属を用いて表示領域Ｐとして用いられない領域に対応して構成する。
次に、前記補助電極２０１が形成された基板の全面に第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。
【００２６】
次に、図７Ｂ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。
【００２７】
次に、図７Ｃ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、相互に独立されるように構成する。
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。前述したような工程を通して製作した薄膜トランジスタアレー部と発光部を合着することによって図４に示した本発明の第１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。
【００２８】
以下、第２実施例は前記発光部に隔壁を含む有機電界発光素子を説明する。
【００２９】
−−第２実施例−−
本発明の第２実施例は、前記補助電極の上部に隔壁を設置することを特徴とする。
【００３０】
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。
本発明による有機電界発光素子４００は、第１基板５００と第２基板６００をシーラント３００で合着して構成し、第１基板５００と第２基板６００は各々複数の画素領域Ｐが定義される。
このとき、前記第１基板及び第２基板５００、６００は、各画素領域Ｐが相互に対応するように構成する。
図示したように、第１基板５００の上部にはアクティブ層５０２とゲート電極５０４とソース電極５０６及びドレイン電極５０８を含む薄膜トランジスタ（スイッチング素子と駆動素子）が構成され、前記薄膜トランジスタＴＤのドレイン電極５０８に接触する連結電極５１０を構成する。
前記第１基板５００と向かい合う第２基板６００の一面には補助電極６０２を形成する。補助電極は非表示領域である画素領域Ｐ間に構成する。
【００３１】
一般的に前記画素領域Ｐがマトリックス状で構成されるために、前記画素領域Ｐ間に配置する補助電極６０２は格子状になる。
前記補助電極６０２の上部にはホール注入電極である第１電極６０４を構成する。第１電極６０４は共通電極であって基板６００の全面に形成し、仕事関数が高くて透明な特性を有するＩＴＯを用いる。
前記第１電極６０４の上部には前記補助電極６０２と対応する位置に隔壁６０６を形成する。
前記隔壁６０６は、前記第１基板５００に近接した部分が補助電極６０２に近接した部分より広い面積で構成する。
次に、前記隔壁６０６間に露出された第１電極６０４の上部に発光層６０８を形成する。発光層６０８は単層または多層で構成することができて多層で構成する場合、主発光層６０８ａを中心に前記第１電極６０４と近接した層はホール輸送層６０８ｂを構成して、反対側には電子輸送層６０８ｃを構成する。
次に、前記発光層６０８の上部には第２電極６１０を形成するが、第２電極６１０は蒸着される工程中前記隔壁６０６により分離されて各画素領域Ｐごとに相互に独立的に構成される。
前述したような構成で本発明の第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。
【００３２】
以下、第３実施例は前記第２実施例の変形された例である。
【００３３】
−−第３実施例−−
本発明の第３実施例は、前記補助電極を第１電極と隔壁間に構成することを特徴とする。
図９は、本発明の第３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。
図示したように、有機電界発光素子４００は、薄膜トランジスタアレー部が構成された第１基板５００と発光部が構成された第２基板６００をシーラント３００を合着して製作する。
前記第２基板６００と第１基板５００は、複数の画素領域Ｐに定義されて各画素領域Ｐは相互に対応するように構成する。
前記第１基板５００と向かい合う第２基板６００の上部にはアクティブ層５０２とゲート電極５０４とソース電極５０６及びドレイン電極５０８を含む薄膜トランジスタ（スイッチング素子と駆動素子）ＴＤが構成され、前記薄膜トランジスタ（駆動素子）ＴＤのドレイン電極５０６に接触する連結電極５１０を形成する。
前記第１基板５００と向かい合う第２基板６００の全面にホール注入電極である第１電極６０４を形成する。
前記第１電極６０４は、前述したようにホール注入電極であって、仕事関数が大きいＩＴＯを用いる。
前記第１電極６０４の上部には前述した格子状の補助電極６０２を構成する。前記補助電極６０２の上部には隔壁６０６を配置し、隔壁６０６は前記補助電極の形状（格子状）とおりに構成することができる。
前記隔壁６０６は、前記第１基板に近接した部分が補助電極６０４に触れる部分より広い面積で構成する。
【００３４】
次に、隔壁６０６間に露出された第１電極６０４の上部に発光層６０８を形成する。発光層６０８は単層または多層で構成することができるが、多層で構成する場合、主発光層６０８ａを中心に前記第１電極６０４と近接した層はホール輸送層６０８ｂを構成して、反対側には電子輸送層６０８ｃを構成する。
次に、前記発光層６０８の上部には第２電極６１０を形成するが、第２電極６１０は蒸着される工程中前記隔壁６０６により分離されて各画素領域Ｐごとに相互に独立的に構成される。
前述したような構成で本発明の第３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。
【００３５】
【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に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。
第三に、前記補助電極により第１電極の抵抗を低めることができるので大面積の有機電界発光素子を形成することができる。
【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】本発明の第１実施例による発光部の構成を概略的に示した断面図である。
【図６Ａ】本発明による薄膜トランジスタアレー部形成工程を工程順序によって示した工程断面図である。
【図６Ｂ】本発明による薄膜トランジスタアレー部形成工程を工程順序によって示した工程断面図である。
【図６Ｃ】本発明による薄膜トランジスタアレー部形成工程を工程順序によって示した工程断面図である。
【図７Ａ】本発明による発光部の形成工程を工程順序によって示した工程断面図である。
【図７Ｂ】本発明による発光部の形成工程を工程順序によって示した工程断面図である。
【図７Ｃ】本発明による発光部の形成工程を工程順序によって示した工程断面図である。
【図８】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９】本発明の第３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。
【符号の説明】
２００：基板
２０１：補助電極
２０２：第１電極
２０４：有機発光層
２０６：第２電極
Claims (26)
- 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基板と第２基板と、
前記第２基板と向かい合う第１基板の一面の各画素領域ごとに構成された複数のスイッチング素子及びこれに連結された複数の駆動素子と；
前記駆動素子と連結されて画素領域ごとに独立的に構成された複数の連結電極と；
前記第１基板と向かい合う第２基板の一面のうちの前記画素領域の間の領域に対応して構成され、前記画素領域各々を囲む複数の補助電極と；
前記補助電極が形成された第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；
第１部分が前記有機発光層の上部に構成されていて、画素領域ごとに独立的に構成された第２電極とを含む有機電界発光素子であって、
前記有機電界発光素子は、一定な幅を有した、前記第１の電極に面する第１端面と前記第２の電極に面する第２端面を有する複数の隔壁をさらに含み、前記複数の隔壁の第１端面が、前記補助電極に対応するように前記第１電極上に配置され、
前記連結電極と前記第２電極の第１部分が接触するとともに、前記隔壁上の第２電極の第２部分と前記駆動素子との間に空洞部が存在することを特徴とする有機電界発光素子。 - 前記補助電極は、格子状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。
- 前記隔壁の前記第２端面の幅は、前記第１端面の幅より広いことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 前記補助電極は、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）を含む導電性金属グループ中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１に記載の有機電界発光素子。
- 前記補助電極は、前記第１電極より抵抗が低い物質を選択して形成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）で構成した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６に記載の有機電界発光素子。
- 前記連結電極は、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１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おり、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。
- 前記補助電極は、第１電極より低い抵抗値を有する導電性金属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。
- 前記補助電極は、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−ネオジム合金（Ａｌ−Ｎｄ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）のうちから選択された一つで形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。
- 前記スイッチング素子と駆動素子は、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スイッチング素子及びこれに連結された駆動素子を形成する段階と；
前記駆動素子に連結されて画素領域ごとに独立的に構成される連結電極を形成する段階と；
前記第２基板上部の画素領域間の領域に、前記画素領域各々を囲む補助電極を形成する段階と；
前記補助電極が形成された第２基板の全面に第１電極を形成する段階と；
前記第１電極の上部に発光層を形成する段階と；
複数の隔壁の一定の幅を有する第１端面を前記補助電極上に形成する段階と；
前記発光層の上部に画素領域ごとに独立的に構成される第２電極の第１部分を形成する段階と；
前記隔壁が前記補助電極に面する第１端面及び前記第１端面に対向する側の第２端面を有し、前記隔壁の前記第２端面に配置した前記第２電極の第２部分を形成する段階と；
前記第１基板の連結電極が前記第２電極の第１部分と接触するように、かつ、前記隔壁上の第２電極の第２部分と前記駆動素子との間に空洞部が存在するように第１基板と第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製造方法。 - 前記補助電極は、格子状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製造方法。
- 前記第２端面の幅は前記第１端面の幅より広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製造方法。
- 前記補助電極は、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）を含む導電性金属グループ中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１４に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記補助電極は、前記第１電極より抵抗が低い物質を選択して形成されたことを特徴とする請求項１７に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 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１４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）で構成したことを特徴とする請求項１９に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記第２電極は、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含む金属中選択された一つで構成したことを特徴とする請求項１９に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記連結電極は、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１４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がさらに構成されており、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１４に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記補助電極は、第１電極より低い抵抗値を有する導電性金属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諸種方法。
- 前記補助電極は、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金（ＡｌＮｄ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）のうちから選択された一つで形成されたことを特徴とする請求項１４に記載の有機電界発光素子製造方法。
- 前記スイッチング素子と駆動素子は、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製造方法。
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