JP6373382B2 - 有機発光ダイオードの陽極接続構造の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオードに関し、特に、有機発光ダイオードの陽極接続構造及びその製造方法に関する。

有機発光ダイオードや有機発光ディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＯＬＥＤ）、或は有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）と呼ばれる技術は、２０世紀半ばより発展してきた新しい表示技術の一種である。液晶ディスプレイと比較して、有機ＥＬは、全固体型・自発光・高輝度・高コントラスト・超薄型・低コスト・低消費電力・応答速度が速い・視野角が広い・作動温度の範囲が広い・フレキシブルな表示がしやすい等の数多くの長所を備えている。有機ＥＬは、一般的に、基板と、陽極と、陰極と、有機機能層とからなる。その発光原理は、陽極と陰極の間に蒸着された極薄の多層有機材料を通して、正負の電荷担体が有機半導体薄膜に注入された後に再結合して発光するというものである。有機ＥＬの有機機能層は、一般に三つの機能層からなり、正孔輸送機能層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ、ＨＴＬ）と、発光機能層（Ｅｍｉｓｓｉｖｅ Ｌａｙｅｒ、ＥＭＬ）と、電子輸送機能層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ、ＥＴＬ）とに分けられる。各機能層は、それぞれ一層、或は一層以上設けられる。例えば、正孔輸送機能層は、場合によって正孔注入層と正孔輸送層に細分される。また、電子輸送機能層は、電子輸送層と電子注入層に細分される。ただし、その機能は似通っているため、正孔輸送機能層、電子輸送機能層と総称される。

現在、フルカラー有機ＥＬの製造方法としては、赤緑青（ＲＧＢ）３色並列独立発光方式・白色及びカラーフィルタ方式・色変換方式の三種の方法が主流である。これらの中で、赤緑青３色並列独立発光方式は、潜在力に優れ、且つ実際の応用例も最も多い製造方法であり、赤緑青で異なるホスト材料とドーパントの発光材料が用いられる。

有機ＥＬの駆動方式は、パッシブ駆動と、アクティブ駆動の二種に大別される。即ち、直接アドレス指定と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）マトリックス・アドレス指定の二つのタイプである。前記アクティブ駆動タイプの有機ＥＬとは、即ち、アクティブ・マトリックス式有機ＥＬ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ、ＡＭＯＬＥＤ）である。

ＡＭＯＬＥＤの画素回路と補償回路は、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）画素よりもずっと複雑であるため、現在のＡＭＯＬＥＤ製品において、毎インチ当たりの画素数（Ｐｉｘｅｌｓ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ、ＰＰＩ）は、２８０個よりも少なく、解像度も相対的に低くなっている。

図１及び図２を参照する。図は、従来の有機発光ダイオードの陽極接続構造を示した概略図である。陽極１００は、駆動薄膜トランジスタのソース／ドレイン３００を通して低温ポリシリコン層５００に電気的に接続される。前記ソース／ドレイン３００の金属層が存在することにより、両側にあるスイッチ薄膜トランジスタの間隔が大きくなるため、画素の面積も大きくなり、これにより毎インチ当たりの画素数が減って、解像度も低くなってしまう。

本発明は、構造が簡単でコストが低く、且つ画素面積が小さく解像度が高い、有機発光ダイオードの陽極接続構造を提供することを目的とする。

また、本発明は、製造工程が簡単で、且つ効果的に画素面積を小さくして、解像度を上げることが出来る、有機発光ダイオードの陽極接続構造の製造方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明が提供する有機発光ダイオードの陽極接続構造は、薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタ上に位置する有機発光ダイオードの陽極とからなる。前記薄膜トランジスタは、基板上に位置する低温ポリシリコン層と、低温ポリシリコン層上に位置するゲート絶縁層と、ゲート絶縁層上に位置するゲートと、ゲート上に位置する保護層と、保護層上に位置するソース／ドレインとからなる。前記有機発光ダイオードの陽極は、前記低温ポリシリコン層上に接続される。

前記薄膜トランジスタと有機発光ダイオードの陽極の間には、更に平坦化層が設けられる。

前記基板は、ガラス基板である。

前記基板と低温ポリシリコン層の間には、更に隔離層が設けられる。

前記有機発光ダイオードの陽極は、酸化インジウムスズ層・インジウム亜鉛酸化物・アルミニウム層・銀層・モリブデン層の中のいずれか一つであるか、或はこれらの重層である。

また、本発明が提供する有機発光ダイオードの陽極接続構造は、薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタ上に位置する有機発光ダイオードの陽極とからなる。前記薄膜トランジスタは、基板上に位置する低温ポリシリコン層と、低温ポリシリコン層上に位置するゲート絶縁層と、ゲート絶縁層上に位置するゲートと、ゲート上に位置する保護層と、保護層上に位置するソース／ドレインとからなる。前記有機発光ダイオードの陽極は、前記低温ポリシリコン層上に接続される。

このうち、前記薄膜トランジスタと有機発光ダイオードの陽極の間には、更に平坦化層が設けられる。

前記基板は、ガラス基板である。

前記基板と低温ポリシリコン層の間には、更に隔離層が設けられる。

前記有機発光ダイオードの陽極は、酸化インジウムスズ層・インジウム亜鉛酸化物・アルミニウム層・銀層・モリブデン層の中のいずれか一つであるか、或はこれらの重層である。

また、本発明が提供する有機発光ダイオードの陽極接続構造の製造方法は、以下の工程を含む。
工程１、基板を用意するとともに、前記基板上に薄膜トランジスタを形成する。
工程２、薄膜トランジスタ上に平坦化層を形成する。
工程３、平坦化層及び薄膜トランジスタ上に孔を開けて、薄膜トランジスタの低温ポリシリコン層を露出させる。
工程４、平坦化層及び露出した低温ポリシリコン層上に導電層を形成するとともに、前記導電層をパターン化することにより、低温ポリシリコン層上に新しいソース／ドレインを形成して、平坦化層上に有機発光ダイオードの陽極を形成する。また、前記有機発光ダイオードの陽極は、前記新しいソース／ドレインと接続される。

前記薄膜トランジスタは、基板上に位置する低温ポリシリコン層と、低温ポリシリコン層上に位置するゲート絶縁層と、ゲート絶縁層上に位置するゲートと、ゲート上に位置する保護層と、保護層上に位置するソース／ドレインとからなる。

前記基板は、ガラス基板である。

前記基板と低温ポリシリコン層の間には、更に隔離層が設けられる。

前記導電層は、酸化インジウムスズ層・インジウム亜鉛酸化物・アルミニウム層・銀層・モリブデン層の中のいずれか一つであるか、或はこれらの重層である。

以上の構造によってなる本発明は、以下の有益な効果を備える。即ち、本発明の有機発光ダイオードの陽極接続構造及びその製造方法は、有機発光ダイオードの陽極が薄膜トランジスタの低温ポリシリコン層と直接接続されることにより、ソース／ドレイン金屬層の接続が必要なくなるため、隣接する二つのスイッチ薄膜トランジスタの間における距離を効果的に縮めることが出来る。これにより、効果的に画素の面積を縮小して、単位面積（毎インチ当たり）内の画素の数を増やすことが出来るため、前記有機発光ダイオードの陽極接続構造を使用したパネルの解像度を向上させることが可能になる。

本発明の特徴と技術内容の詳細については、以下の詳説と図を参照されたい。尚、図はあくまで参考及び説明用であり、これにより本発明を制限するものではない。

下記の図を合わせて本発明の具体的実施形態について詳細に説明することで、本発明の技術手法及びその他の有益な効果を詳らかにする。
従来技術の有機発光ダイオードの陽極接続構造を示した概略図である。 従来技術の有機発光ダイオードの陽極接続構造を示した俯瞰図である。 本発明の有機発光ダイオードの陽極接続構造を示した概略図である。 本発明の有機発光ダイオードの陽極接続構造を示した俯瞰図である。 本発明の有機発光ダイオードの陽極接続構造の製造方法を示したフロー図である。

本発明の技術手法とその効果について詳述するために、以下で本発明の実施例と図を参照しつつ説明する。

図３及び図４を参照する。本発明が提供する有機発光ダイオードの陽極接続構造は、薄膜トランジスタ２０と、薄膜トランジスタ２０上に位置する有機発光ダイオードの陽極（Ａｎｏｄｅ）４０とからなる。薄膜トランジスタ２０は、基板２２上に位置する低温ポリシリコン層（Ｐｏｌｙ）２４と、低温ポリシリコン層２４上に位置するゲート絶縁層（ＧＩ）２６と、ゲート絶縁層２６上に位置するゲート（図示せず）と、ゲート上に位置する保護層（ＩＬＤ）２７と、保護層２７上に位置するソース／ドレイン（ＳＤ）２８とからなる。有機発光ダイオードの陽極４０は、低温ポリシリコン層２４上に直接接続される。これにより、隣接する二つのスイッチ薄膜トランジスタの間における距離を効果的に縮めることが出来るため、画素の面積を効果的に縮小するとともに、単位面積（毎インチ）内の画素の数を増やして、前記有機発光ダイオードの陽極接続構造を使用したパネルの解像度を向上させることが可能になる。

薄膜トランジスタ２０は、スイッチ薄膜トランジスタと、駆動薄膜トランジスタとからなる。また、有機発光ダイオードの陽極４０は、前記駆動薄膜トランジスタの低温ポリシリコン層２４上に接続される。

薄膜トランジスタ２０と有機発光ダイオードの陽極４０の間には、更に平坦化層６０が設けられる。これにより、有機発光ダイオードの陽極４０中の不純物による腐蝕断裂によって表示効果が影響されることを防止出来る。

具体的には、基板２２はガラス基板であり、有機発光ダイオードの陽極４０は酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層・インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）・アルミニウム（Ａｌ）層・銀（Ａｇ）層・モリブデン（Ｍｏ）層の中のいずれか一つか、或はこれらの重層である。

また、ここで以下の点に注意されたい。即ち、基板２２と低温ポリシリコン層２４の間には、更に隔離層２９が設けられることにより、不純物が薄膜トランジスタ２０まで拡散して薄膜トランジスタ２０の不具合を招くことを防止出来る。

図５、及び図３・図４を合わせて参照する。本発明が提供する有機発光ダイオードの陽極接続構造の製造方法は、以下の工程を含む。

工程１では、基板２２を用意するとともに、基板２２上に薄膜トランジスタ２０を形成する。

上述のうち、基板２２は、ガラス基板である。薄膜トランジスタ２０は、基板２２上に位置する低温ポリシリコン層２４と、低温ポリシリコン層２４上に位置するゲート絶縁層２６と、ゲート絶縁層２６上に位置するゲートと、ゲート上に位置する保護層２７と、保護層２７上に位置するソース／ドレイン２８とからなる。

また、薄膜トランジスタ２０は、スイッチ薄膜トランジスタと、駆動薄膜トランジスタとからなる。

工程２では、薄膜トランジスタ２０上に平坦化層６０を形成する。

上述のうち、平坦化層６０は、有機発光ダイオードの陽極４０中の不純物による腐食断裂が表示効果に影響することを防止するために用いられる。

工程３では、平坦化層６０及び薄膜トランジスタ２０上に孔を開けて、薄膜トランジスタ２０の低温ポリシリコン層２４を露出させる。

具体的には、フォトリソグラフィによって平坦化層６０及び駆動薄膜トランジスタ上におけるソース／ドレイン２８と対応する位置に孔を開けて、ソース／ドレイン２８である金屬層を露出させる。更に、エッチングで前記ソース／ドレイン２８の金屬層を除去することにより、下方の低温ポリシリコン層２４を露出させる。

工程４では、平坦化層６０及び露出した低温ポリシリコン層２４上に導電層を形成するとともに、前記導電層をパターン化することにより、低温ポリシリコン層２４上に新しいソース／ドレイン２８０を形成して、駆動薄膜トランジスタを完成させる。同時に、平坦化層６０上に有機発光ダイオードの陽極４０を形成する。新しいソース／ドレイン２８０と有機発光ダイオードの陽極４０は、いずれも導電層によって形成されるため、調製過程において、有機発光ダイオードの陽極４０と新しいソース／ドレイン２８０の間が途切れず、有機発光ダイオードの陽極４０が低温ポリシリコン層２４上に直接接続されるようになる。これにより、隣接する二つのスイッチ薄膜トランジスタの間における距離を効果的に縮めることが出来るため、画素の面積を効果的に縮小するとともに、単位面積（毎インチ）内の画素の数を増やして、前記有機発光ダイオードの陽極接続構造を使用したパネルの解像度を向上させることが可能になる。

本実施例において、前記導電層は、酸化インジウムスズ層・インジウム亜鉛酸化物・アルミニウム層・銀層・モリブデン層の中のいずれか一つであるか、或はこれらの重層である。

また、ここで以下の点に注意されたい。即ち、基板２２と低温ポリシリコン層２４の間には、更に隔離層２９が設けられることにより、不純物が薄膜トランジスタ２０まで拡散して薄膜トランジスタ２０の不具合を招くことを防止出来る。

総じて言えば、本発明の有機発光ダイオードの陽極接続構造及びその製造方法は、有機発光ダイオードの陽極が薄膜トランジスタの低温ポリシリコン層と直接接続されることにより、ソース／ドレイン金屬層の接続が必要なくなるため、隣接する二つのスイッチ薄膜トランジスタの間における距離を効果的に縮めることが出来る。これにより、効果的に画素の面積を縮小して、単位面積（毎インチ当たり）内の画素の数を増やすことが出来るため、前記有機発光ダイオードの陽極接続構造を使用したパネルの解像度を向上させることが可能になる。

以上の記述により、関連領域の一般的な技術員は、本発明の技術手法と構想に基づいて各種の変更と変形を加えることが可能であり、これらの変更と変形は、いずれも本発明の権利要求の保護範囲に属する。

（従来技術）
１００ 陽極
３００ ソース／ドレイン
５００ 低温ポリシリコン層
（本発明）
２０ 薄膜トランジスタ
２２ 基板
２４ 低温ポリシリコン層
２６ ゲート絶縁層
２７ 保護層
２８ ソース／ドレイン
２８０ 新しいソース／ドレイン
２９ 隔離層
４０ 有機発光ダイオードの陽極
６０ 平坦化層

Claims (4)

1. 有機発光ダイオードの陽極接続構造の製造方法であって、
   基板を用意し、
   前記基板上に薄膜トランジスタを形成し、
   薄膜トランジスタ上に平坦化層を形成し、
   このとき、
   前記薄膜トランジスタは、スイッチ薄膜トランジスタと駆動薄膜トランジスタとからなり、前記スイッチ薄膜トランジスタと前記駆動薄膜トランジスタとを互いに隣接して設け、
   このとき、前記スイッチ薄膜トランジスタは、
   前記基板上に低温ポリシリコン層２４、前記低温ポリシリコン層２４の上にゲート絶縁層２６、前記ゲート絶縁層２６の上にゲート、前記ゲートの上に保護層２７、前記保護層２７上において前記ゲート絶縁層２６および前記保護層２７を貫通して前記低温ポリシリコン層に接続されたソース／ドレイン２８、前記保護層２７および前記ソース／ドレイン２８の上に位置する平坦化層６０を順に形成してなるものであり、
   前記駆動薄膜トランジスタは、
   前記スイッチ薄膜トランジスタを形成する際に同じようにして、
   前記基板上に低温ポリシリコン層２４、前記低温ポリシリコン層２４の上にゲート絶縁層２６、前記ゲート絶縁層２６の上にゲート、前記ゲートの上に保護層２７、前記保護層２７上において前記ゲート絶縁層２６および前記保護層２７を貫通して前記低温ポリシリコン層に接続されたソース／ドレイン２８、前記保護層２７および前記ソース／ドレイン２８の上に位置する平坦化層６０を順に形成し、
   さらに、前記低温ポリシリコン層２４の上において該低温ポリシリコン層２４を露出させるように、前記ソース／ドレイン２８に対応する位置において前記平坦化層６０を貫通する孔を開けて前記ソース／ドレイン２８を露出させ、
   続いて、ソース／ドレイン２８を除去して前記低温ポリシリコン層２４を露出させ、
   この孔の内側において、底部が前記低温ポリシリコン層２４に接続し、かつ、上面が前記平坦化層６０上にある導電層を形成してなるものであり、
   この導電層を該駆動薄膜トランジスタのソース／ドレイン（２８０）および前記有機発光ダイオードの前記陽極４０とする
   ことを特徴とする有機発光ダイオードの陽極接続構造の製造方法。
2. 請求項１に記載の有機発光ダイオードの陽極接続構造の製造方法において、
   前記基板は、ガラス基板である
   ことを特徴とする有機発光ダイオードの陽極接続構造の製造方法。
3. 請求項１に記載の有機発光ダイオードの陽極接続構造の製造方法において、
   前記基板と低温ポリシリコン層の間には、更に隔離層が設けられる
   ことを特徴とする有機発光ダイオードの陽極接続構造の製造方法。
4. 請求項１に記載の有機発光ダイオードの陽極接続構造の製造方法において、
   前記導電層は、酸化インジウムスズ層・インジウム亜鉛酸化物・アルミニウム層・銀層・モリブデン層の中のいずれか一つであるか、或はこれらの重層である
   ことを特徴とする有機発光ダイオードの陽極接続構造の製造方法。