NL1025136C2 - Elektroluminescerende beeldweergevende inrichting met actieve organische matrix en werkwijze voor het vervaardigen daarvan. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Elektroluminescerende beeldweergevende inrichting met actieve organische matrix en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

[0001] De onderhavige uitvinding roept de prioriteit in van de Koreaanse octrooiaanvrage P2002-039259, ingediend in Korea op 8 juli 2002 waarvan de inhoud als hier opgenomen wordt beschouwd.

5 ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

GEBIED VAN DE UITVINDING

[0002] De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een organische elektroluminescerende beeldweergevende inrichting en op een werkwijze voor het vervaardigen van een organische elektroluminescerende 10 beeldweergevende inrichting, en in het bijzonder op een organische elektroluminescerende beeldweergevende inrichting met actieve matrix en op een werkwijze voor het vervaardigen van een organische elektroluminescerende beeldweergevende inrichting met actieve matrix.

15 BESPREKING VAN DE STAND'VAN DE TECHNIEK

[0003] Van de beeldweergevende inrichtingen met vlak paneel zijn die met beeldweergave met vloeiende kristallen het meest gebruikt als gevolg van hun dun profiel, hun laag gewicht en hun lage stroomopname. Echter zijn deze LCD inrichtingen niet zelf lichtgevend en hebben een 20 lage helderheid, een slechte contrastverhouding, een smalle zichthoek en grote totaalafmetingen.

[0004] Organische elektroluminescerende beeldweergevende (OELD) inrichtingen hebben een grote zichthoek en uitstekende contrastverhou-dingen als gevolg van het feit dat zij zelf licht uitstralen. Omdat 25 OELD inrichtingen geen aanvullende lichtbronnen nodig hebben, zoals een achtergrondverlichting, hebben dergelijke OELD inrichtingen betrekkelijk kleine afmetingen, hebben een laag gewicht en een lage stroomopname vergeleken met LCD inrichtingen. Voorts kunnen OELD inrichtingen worden aangestuurd met gelijkstroom bij lage spanningen en 30 hebben zij korte responsietijden van de orde van microseconden. Omdat OELD inrichtingen vaste-stofinrichting'en zijn zijn OELD inrichtingen voldoende bestand tegen externe stoten en hebben zij een groter werk-temperatuurbereik. Voorts kunnen OELD inrichtingen tegen lage kosten 1025136- - 2 - worden vervaardigd omdat uitsluitend toestellen voor neerslag en inkapselen noodzakelijk zijn voor het vervaardigen van de OELD inrichtingen, waarmee het proces van vervaardigen wordt vereenvoudigd. .

[0005] De OELD inrichtingen kunnen worden geclassificeerd als OELD 5 inrichtingen met passïve matrix en OELD inrichtingen met actieve matrix, afhankelijk van de wijze van aansturen van deze inrichtingen. De OELD inrichtingen met passive matrix worden meestal gebruikt als.ge-, volg van hun eenvoud en hun gemakkelijke vervaardiging. Echter hebben OELD inrichtingen van de soort met passive matrix aftastende lijnen en .

10 signaallijnen die elkaar in een matrixvormige configuratie kruisen.. Omdat sequentieel een aftastende spanning wordt aangelegd aan de aftastende lijnen voor het bedrijven van elke pixel moet de momentane helderheid van elk pixel tijdens de periode van het kiezen een waarde bereiken die het resultaat is van de vermenigvuldiging van de gemid-15 delde helderheid met het aantal aftastende lijnen teneinde een ge- . . wenste gemiddelde helderheid te verkrijgen. In overeenstemming daarmee zal, wanneer het aantal van de aftastende lijnen, de aangelegde spanning en stroom ook toenemen. Aldus zijn OELD.inrichtingen van de soort met passive matrix onvoldoende geschikt voor beeldweer-20 gave met hoge resolutie en met een groot oppervlak ómdat de inrichting gewoonlijk tijdens gebruik verslechtert, en de stroomopname.hoog is.

[0006] Omdat de OELD inrichtingen met passive matrix vele bezwaren hebben voor wat betreft de resolutie van het beeld, de stroomopname 25 en de levensduur zijn OELD inrichtingen met actieve matrix ontwikkeld ter verkrijging van beelden met hoge resolutie in een display met een groot oppervlak. In de OELD inrichtingen met actieve matrix zijn dunne-filmtransistoren (TFT's) aangebracht voor elke subpixel en zij worden gebruikt als schakelelement voor het in- en uitschakelen van 30 elk subpixel. Een eerste elektrode die is verbonden met de TFT wordt in- respectievelijk uitgeschakeld door de subpixel, en een tweede elektrode die is gericht naar.de eerste elektrode werkt als gemeenschappelijke elektrode. Een spanning die wordt aangelegd aan de pixel wordt opgeslagen in een opslagcondensator, zodat de spanning en 35 de aansturing van de inrichting gehandhaafd blijft totdat een spanning van een volgend frame wordt toegevoerd, dit onafhankelijk van het aantal aftastende lijnen. Het resultaat is dat, omdat een equivalente helderheid wordt verkregen bij een lage aangelegde stroom, 1025138- - 3 - een OELD inrichting met actieve matrix een lage stroomopname heeft en een hoge beeldresolutie in combinatie met een groot oppervlak.

[0007] Fig. 1 is het schema van een pixelstructuur van een OELD inrichting met actieve matrix volgens de stand van de techniek. Zoals 5 fig. 1 toont is een aftastende lijn 1 aangebracht in een eerste richting, en een signaalvoerende lijn 2 en een voedende lijn 3 liggen .op afstand van elkaar en verlopen in een tweede richting die dwars staat op de eerste richting. De signaalvoerende lijn 2 en de voedende lijn kruisen de aftastende lijn 1 en definiëren daarmee een pixel zone. Een 10 schakelende dunne-filmtransistor (TFT) Ts, dus een adresserend ele-. . .

ment, is verbonden met de aftastende lijn en de signaalvoerende lijn 2, en een opslagcondensator CST is verbonden met de schakelende TFT Ts en de voedende lijn 3. Een .aansturende dunne-filmtransistor (TFT.) TD/-dus het stroombronelement, is verbonden met de opslagcondensator1CSt én..

15 de voedende lijn 3 en een organische elektroluminescérende (EL) diode Del is verbonden met de aansturende TFT TD. Wanneer een voorwaartse stroom wordt toegevoérd aan de organische EL diode DEL worden een elektron en een gat gehercombineerd voor het genereren van een elektron-, gat paar, via de P (positieve).-N (negatieve) overgang tussen een ano-20 de, die het gat levert, en een kathode, die het elektron levert. Omdat het elektron-gat paar een energie heeft die lager is dan een van elkaar gescheiden elektron en gat is er een energieverschil tussen het gehercombineerde en het gescheiden elektron-gat paar, en als gevolg van dit energieverschil wordt licht geëmitteerd.

25 [0008] Volgens fig. 1 wordt, wanneer een aftastend.'signaal wordt toegevoerd aan de corresponderende aftastende lijn 1, de. schakelende TFT Ts IN geschakeld, en wordt een datasignaal, afkomstig van de signaalvoerende lijn 2, geleverd aan de aansturende TFT TD: Dan wordt de aansturende TFT TD IN geschakeld, en stroom afkomstig van de voedende .

30 lijn 3, vloeit naar de organische EL diode DEL, na de aansturende TFT TD te zijn gepasseerd. Aldus wordt licht geëmitteerd vanuit de organische EL diode DEL.

[0009] Omdat de IN verhouding van de aansturende TFT TD afhangt van de waarde van het datasignaal, kunnen grijsschalen worden weergegeven 35 door het besturen van de stroom die vloeit door de aansturende TFT TD.

Hoewel er dan geen datasignaal wordt toegevoerd zal de organische EL diode Del licht emitteren als gevolg van de data die is opgeslagen in de opslagcondensator CSt totdat het eerstvolgend datasignaal wordt toegevoerd.

K025136- - 4 -

[0010] Fig. 2 is een dwarsdoorsnede door een actieve OELD inrichting van de matrixsoort volgens de stand van de techniek. Volgens fig. 2 is een bufferende laag 12 gevormd op een substraat 10, met een licht emitterend gebied E voor het vormen van beelden. Een dunne-filmtran-5 sistor T, die een aansturende dunne-filmtransistor kan zijn, is ge- vormd op de bufferende laag 12. Een organische EL diode Dél is gevormd in het licht emitterend gebied E en is verbonden met de dunne-filmtransistor T, en een opslagcondensator Cst is zodanig gevormd dat déze is verbonden met de dunne-filmtransistor T.

10 [0011] Volgens fig. 2 zijn een halfgeleidende laag 14 en een eerste, condensatorelektrode 16, op. afstand van elkaar liggend, gevormd op de' bufferende laag 12 en een de poort isolerende laag 18 en een- poort- : elektrode 20 zijn achtereenvolgens gevormd op een qentraal gedèelte van de halfgeleidende laag 14. Een eerste tussengelegen laag 22 is ge-15 vormd over eèn geheel oppervlak van het substraat 10 en. bedèkt de :. '·...' poortelektrode 20 en de eerste elektrode 16 van de condensator;' Ver- ... volgens wordt de tweede elektrode 24 van de condensator gevormd op de eerste tussengelegen laag 22 die correspondeert met de eerste elektrode 16 van de condensator, waarbij de tweede elektrode 24 van de con-* 20 densator aftakt naar een (niet-getoonde) voedende lijn. Daarna wordt een tweede tussengelegen laag .26 gevormd op een geheel oppervlak' van. het substraat 10, waaronder ook de tweede elektrode 24 van de condensator.

[0012] De halfgeleidende. laag 14 is opgébouwd uit een actief gebied 25 A, dat correspondeert met de de poort isolerende laag 18 en.de.

poortelektrode 20, en uit bron- en afvoergebieden S respectievèlijk .

D, die respectievelijk liggen aan.weerskanten van het actiéve gebied.

A. Een eerste contactgat 28.en een tweede contactgat 30 zijn gevormd., door de eerste tussengelegen laag 22 en de tweede tussengelegen laag 30 26 voor het bereikbaar maken van het brongebied S en het afvoergebied.

D van de halfgeleidende laag 14. Voorts is een derde contactgat 32 gevormd, uitsluitend door de tweede tussengelegen laag 26, voor het' bereikbaar maken van een tweede condensatorelektrode 24.

[0013] Een bronelektrode 34 en een afvoerelektrode 36 zijn op af-35 stand van elkaar gevormd op de tweede tussengelegen laag 26. De bronelektrode 34 is verbonden met zowel het brongebied S als de halfgeleidende laag 14 via het eerste contactgat 28 en de tweede condensatorelektrode 24 via het derde contactgat 32, en de afvoerelek- 1025138- - 5 - trode is verbonden met het afvoergebied D van de halfgeleidende laag 14 via het tweede contactgat 30.

[0014] Een eerste passivatielaag 40 is gevormd op het gehele oppervlak van het substraat 10 met daaronder de bronelektrode 34 en de 5 afvoerelektrode 36, .en deze eerste passivatielaag 40 heeft, een vierde contactgat 38 dat.toegang geeft tot de afvoerelektrode 36. Een eerste elektrode 42 is gevormd in het licht emitterend gebied E.op de eerste passivatielaag 40 en is via het vierde contactgat 38 verbonden met de afvoerelektrode 36..Hoewel niet getoond is de eerste elektrode 42 in 10 patroon gebracht in elk subpixelgebied, dat de minimale eenheid is voor het. vormen van een beeld..

[0015] Een tweede passivatielaag 46 is gevormd op de éerstè elek trode 42, en deze tweede passivatielaag 46 heeft een opening 44 die toegang geeft tot de eerste elektrode 42. Het is dan ook. moeilijk de . ' 15 eerste elektrode 42 met een uniforme dikte uit te voéren als gevolg van de. gestapte configuratie.van de lagen onder de eerste elektrode 42. Aldus wordt een elektrisch veld geconcentreerd aan de randen van de eerste èlektrode 42, en dit kan resulteren in lekstromen. Om de. lekstromen te ondervangen bedekt.de. tweede passivatielaag 46 de randen 20 van de eerste elektrode. 42. . Vervolgens wordt een organische elektroluminescerende laag. 48 gevormd op de tweede passivatielaag. 46 in het licht emitterend gebied E, en wordt een tweede elektrode 50. gevormd op het gehele oppervlak van het substraat 10, inclusief de or-ganische elektroluminescerende laag 48.

25. [0016] De eerste passivatielaag 40 isoleert de eerste.elektrode 42 ten opzichte van de lagen onder de eerste elektrode 42, en voorkomt beschadiging van de onderliggende'lagen omdat de eerste passivatielaag 40 kan zijn vervaardigd uit een anorganisch materiaal, zoals si-liciumoxide (S1O2) en siliciumnitride (SiNx) , .danwel uit. een organisch j 30 materiaal zoals.eén acrylhars. De tweede passivatielaag 46 kan een .geleidelijk verloop hebben om lekstroom te voorkomen en ook voor het voorkomen van elektrische kortsluitingen als gevolg van de stapvormige bedekkingen in het randgebied van de eerste elektrode 42, en ook voor '· .

. het reduceren van parasitaire capaciteiten tussen de tweede elektrode .

35 . 50 en een (niet getoonde) poortlijn, bijvoorbeeld de aftastende lijn in fig. 1·, en tussen de tweede elektrode 50 en een (niet getoonde) datavoerende lijn, dus de signaalvoerende lijn 1 in fig. 1.

[0017], Wanneer voorts de eerste passivatielaag 40 is vervaardigd uit een anorganisch materiaal, zoals siliciumoxide en siliciumnitride is 1025136- - 6 - de eerste passivatielaag 40 neergeslagen volgens de vorm van de tweede tussengelegen laag 26, en zal de oppervlakteruwheid van de eerste passivatielaag 40 toenemen. De karakteristieken van de eerste elektrode 42 op de eerste passivatielaag 40 verslechteren. Omdat de 5 eerste elektrode 42 is gevormd met behulp van een werkwijze van door een plasma ondersteund chemische-dampneerslag (PECVD), waarmee een dunne film wordt neergeslagen door het ontleden van reagerende gasmoleculen door botsingen met elektroden met hoge energie in een plasma en het hechten van de ontlede gasatomen aan het oppervlak van het sub-10 straat, of door een sputtermethode, waarmee een dunnè film wordt neergeslagen door botsingen van ionen met hoge energie tegen een doel in . de vaste fase of het losmaken van atomen en moleculen uit een doel.

Aldus kan de eerste elektrode 42 een slechte oppervlaktegladheid hebben. Zo worden gèmakkelijk oneffenheden en pieken op dit oppervlak ge-15 vormd, en de organische elektroluminescerénde inrichting zal. geen normaal bedrijf vertonen als gevolg van lekstromen vanuit deze oneffenheden en pieken. Het aantal pixels die geen licht uitstralen neemt met de tijd toe, en de levensduur van de inrichting wordt bekort.

[0018] Wanneer voorts de tweede passivatielaag 46 is vervaardigd uit 20 een anorganisch materiaal kan voor het vormen van de opening 44 de .

tweede passivatielaag 46 worden geëtst met behulp van een droog etsproces gebruikmakend van een gasmengsel uit SF6 en 02 of .CF< en 02. Wanneer de eerste elektrode 42 is vervaardigd uit indiumtinoxide (ITO), resulterend in een lichtdoorlatend geleidend materiaal, is het 25 niet gemakkelijk het Fermi-niveau van de eerste elektrode 42 te besturen als gevolg van het gasmengsel.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

[0019] De onderhavige uitvinding is aldus gericht op eèn organische 30 elektroluminescerende inrichting met actieve matrix en op een werkwijze voor het vervaardigen daarvan waarmee in hoofdzaak één of meer van de problemen resulterend uit de beperkingen en nadelen van de stand van de techniek worden ondervangen.

[0020] Een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen 35 van een organische elektroluminescerende beeldweergevende inrichting met actieve matrix met verbeterde levensduur en betrouwbaarheid.

[0021] Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het vervaardigen van een organische 1.025136- - 7 - elektroluminescerende beeldweergevende inrichting met actieve matrix met verbeterde levensduur en betrouwbaarheid.

[0022] Andere kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de nuvolgende beschrijving, danwel kunnen worden geleerd door 5 het in praktijk brengen van de uitvinding. De doeleinden en andere voordelen van de uitvinding worden gerealiseerd en bereikt met de structuur zoals in het bijzonder getoond in de bijgaande geschreven . beschrijving en de conclusies, en getoond in de tekening. .

[0023] Voor het bereiken van deze en andere voordelen en in ovëreeri-10 stemming met het doel van de onderhavige uitvinding, zoals belichaamd in en ruim beschreven, omvat een organische elektroluminescerende ! beeldweergevende inrichting met actieve matrix een substraat met een licht emitterend gebied, met subpixelgebieden; een aantal schakelelementen op het substraat in de subpixelgebieden; een eerste ! 15 passivatiélaag die het aantal schakelelementen bedekt en is uitgevoerd met een aantal eerste, contactgaten, toegang gevend tót het ' aantal schakelelementen; een aantal eerste elektroden op de eerste · , passivatiélaag, waarbij elke eerste elektrode is verbonden, met elk · ' schakelelement via elk eerste contactgat; een tweede passivatiélaag.

20 op het aantal eerste elektroden,., welke tweede passivatiélaag. een aantal openingen heeft, die toegang geven tot het aantal eerste elektroden, en de randdelen van het aantal, eerste elektroden bedekt; ! een aantal organische elektroluminescerende lagen op de tweede | passivatiélaag, waarbij elke organische elektroluminescerende laag in j 25 contact is met elke eerste elektrode via elke opening; en een tweede. ! elektrode op het aantal organische elektroluminescerende lagen, waarbij de eerste passivatiélaag is vervaardigd van een eerste : organisch materiaal met een vlak gemaakt bovenoppervlak en de tweede j passivatiélaag is. vervaardigd van een tweede organisch materiaal met : . 30 een formatietemperatuur die lager is dan een formatietemperatuur van het eerste organische materiaal.. \

[0024] Volgens een ander aspect van de uitvinding omvat een werkwijze voor het vervaardigen van een organische elektroluminescerende j

beeldweergevende'inrichting met actieve matrix de stappen van het vor- I

35 men van een schakelelement op een substraat met subpixelgebieden; het I

i vormen van een eerste passivatiélaag op het schakelelement, waarbij de j eerste passivatiélaag een eerste contactgat omvat voor het toegang j geven tot het schakelelement; het vormen van een eerste elektrode op j de eerste passivatiélaag in de subpixelgebieden, waarbij de eerste 4025136- !

_ _ I

- 8 - elektrode is verbonden met het schakelelement via het eerste contactgat; het vormen van een tweede passivatielaag op de eerste elektrode, welke tweede passivatielaag een opening heeft die toegang geeft tot de eerste elektrode, en randdelen van de eerste elektrode 5 bedekt; het'vormen van een organische elektroluminescerende laag op de tweede passivatielaag in de subpixelgebieden, waarbij de organische elektroluminescerende laag in contact is met de eerste elektrode via de. opening; en het vormen van een tweede elektrode op de organische elektroluminescerende laag, waarbij de eerste passivatielaag een 10 eerste organisch materiaal omvat met een vlak gemaakt bovenoppejrvlak en de tweede, passivatielaag-een tweede organisch materiaal omvat met een formatietemperatuur. die lager is dan een formatietemperatuur van . het eerste organische materiaal. .....

[0025] . Het. zal duidelijk zijn dat zowel de voorgaande algemene be-15 schrijving als de nuvolgende.gedetailleerde beschrijving gegeven zijn.. bij wijze, van voorbeeld en toelichting.en zijn bedoeld als een. verdere uiteenzetting van de uitvinding.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENING

20 [0026] De bijgaande tekening, die is bijgevoegd voor het verschaf fen van een verder begrip van de uitvinding en die is opgenomen in een deel vormt van deze aanvrage, illustreert uitvoeringsvormen van de uitvinding en dient in combinatie met de beschrijving ter toelichting van het principe van de uitvinding. In de tekening is: 25 [0027] Fig. 1 een schematische ketendiagram van een pixelstructuur van een OELD inrichting 'met actieve matrix volgens de stand van de techniek;

[0028] . Fig. 2 een dwarsdoorsnede van een. OELD inrichting met actieve matrix volgens de stand van de techniek; 30 [0029] Fig. 3 een dwarsdoorsnede van een OELD inrichting met ac tieve matrix gegeven als voorbeeld volgen de onderhavige uitvinding;

[0030] Fig. 4 een dwarsdoorsnede van.een andere OELD inrichting met actieve matrix volgens de onderhavige uitvinding; en

[0031] Fig; .5 een stroomkaart van een als voorbeeld gegeven werk-35 wijze voor het vervaardigen van een OELD inrichting met actieve matrix volgens de onderhavige uitvinding.

102513Θ- - 9 -

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE VOORKEURSUITVOERINGSVORMEN

[0032] In detail zal worden verwezen naar de getoonde uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, waarvan een voorbeeld in de bijgaande tekening is gegeven.

5 [0033] Fig. 3 is een dwarsdoorsnede van een als voorbeeld gegeven OELD inrichting met actieve matrix volgens de onderhavige uitvinding.

Volgens fig. 3 kan een bufferende laag 112 zijn gevormd op een substraat 110, dat een. licht emitterend gebied E kan bevatten voör het vormen van een beeld, en kan een dunne-filmtransistor T.zijn ge*-10 vormd op de bufferende laag 12. Een organische elektroluminescerende (EL) diode DeL kan zijn gevormd in het licht emitterend gebied, en kan zijn verbonden met het eerste deel van de dunne-filmtransistor T, en een opslagcondensator Cst kan zijn gevormd die is verbonden met een .. ! tweede deel van de dunne-filmtransistor T. | 15 [0034] Volgens fig. 3 kunnen een halfgeleidende laag 114 en een eer-, ste condensatorelektrode 116 zijn gevormd op de bufferende laag 112, en een de poort isolerende laag 118 en een poortelektrode 120 kunnen vervolgens zijn gevormd op een centraal gedeelte van de halfgeleidende laag 114. Een eerste tussengelegen laag 112 kan zijn gevormd over een 20 geheel oppervlak van. het substraat 110 ter bedekking van de poortelek-. trode 120 en de eerste condensatorelektrode 116. Een tweede condensatorelektrode 124.kan zijn gevormd óp de eerste tussengelegen laag 122, corresponderend.met de eerste condensatorelektrode 116, terwijl de. . tweede condensatoreléktrode 124 kan aftakken vanaf een (niet getoonde).

25 voedende lijn en een tweede tussengelegen laag 126 kan zijn gevormd over een geheel oppervlak van het substraat 110, de tweede condensato-relektrode 124 inbegrepen.

[0035] Hoewel niet getoond kan een poortlijn die is verbonden met de poortelektrode 120, en die kan worden aangeduid als een aftastende 30 lijn zijn gevormd in een eerste richting, en een voedende lijn die is . verbonden met de tweede condensator 124 kan zijn gevormd in een tweede richting, daarbij de poortlijn kruisend. De poortelektrode 120 kan zijn verbonden met een afvoerelektrode van een (niet getoonde) schakelende dunne-filmtransistor van de OELD inrichting met actieve matrix.

35 [0036] Volgens fig. 3 kan de halfgeleidende laag 114 een actief ge bied A bevatten corresponderend met de de poort isolerende laag 118 en de poortelektrode 120, en kunnen bron- en afvoergebieden S respectievelijk D aan weerskanten van het actieve gebied A zijn aangebracht. De halfgeleidende laag 114 en de eerste condensatorelektrode 116 kunnen 1025138- - 10 - kristallijn silicium, zoals polykristallijn silicium, omvatten. Het actieve gebied A van de halfgeleidende laag 114 kan corresponderen met een intrinsiek halfgeleidergebied en de bron- respectievelijk afvoer-gebieden S respectievelijk D van de halfgeleidende laag 114 en de eer-5 ste condensatorelektrode 116 kunnen corresponderen met een met ionen gedoteerd halfgeidergebied.

. . [0037] De de poort.isolerende laag 118, de eerste tussengelegen laag .

122 en. de tweede tussengelegen laag 126 kunneri isolerende materialen omvatten. De de poort isolerende laag 118 kan bijvoorbeeld zijn ver- 10 vaardigd uit siliciumnitride (SiNx) en de eerste en tweede, .tussengelegen lagen 122 en 126 kunnen zijn vervaardigd uit een anorganisch materiaal,. zoals siliciumnitride (SiNx) en siliciumoxide (S1O2) . De eerste tussengelegen laag 122 en de tweede tussengelegen laag 126 kunnen een eerste contactgat hebben, toegang gevend tot het brongebied S yan de 15 halfgeleidende laag 114, en eèn tweede contactgat 130 dat toegang geeft tot het afvoergebied D van de halfgeleidende laag-114. De tweede tussengelegen laag 126 kan een derde contactgat 132 hebben dat toegang geeft tot de tweede condensatorelektrode 124, terwijl de eerste en tweede condensatorelektroden 115 en 124 en de eerste tussengelegen 20 'laag.122 in combinatie de opslagcondensator CSt kunnen vormen.

[0038] Volgens.fig. 3 kunnen een bronelektrode 134 en een afvoerelektrode . 136 zijn gevormd op de tweede tussengelegen laag 126, waarbij de bronelektrode 134 kan zijn verbonden met het afvoergebied S van' de halfgelèidende laag. 114 via het eerste contactgat 12:8 en dé tweede .

25 condensatorelektrode 124 via het derde contactgat 132, en de afvoer- . elektrode 136 kan zijn.verbonden met het afvoergebied D van de halfgeleidende laag 114 via het tweede contactgat 130. De bronelektrode 134 en de afvoerelektrode 136 kunnen metaalmaterialen omvatten met een sterke weerstand tegen corrosie, zoals molybdeen (Mo), nikkel (Ni),.

30 wolfram (W) en chroom (Cr).

[0039] Een eerste passivatielaag 140 kan zijn gevormd over een. geheel oppervlak van het substraat 110, inclusief de bronelektrode 134 en de afvoerelektrode 136, waarbij deze eerste passivatielaag 140 een vierde contactgat 138 kan hebben, toegang gevend tot de afvoer- 35 elektrode 136. Een eerste elektrode 142 kan zijn gevormd op de eerste passivatielaag 140 in het licht emitterend gebied E, en kan zijn verbonden met de afvoerelektrode 136 via het vierde contactgat 138. Hoewel niet getoond kan de eerste elektrode 142 in elk subpixelgebied in patroon zijn; gebracht.

1025136- - 11 -

[0040] De eerste passivatielaag 140 kan zijn vervaardigd uit organische materialen met een vlak gemaakt oppervlak ter verbetering van de oppervlakte-eigenschappen van de eerste elektrode 142. De eerste passivatielaag 140 kan bijvoorbeeld bestaan uit benzocyclobuteen 5 (BCB), polyacrylaat en uit polyimide. Daar deze organische lagen kunnen zijn gevormd met een spincoatingsproces worden de organische lagen niet significant beïnvloed door de topologieën van de daaronder gelegen lagen. De bovenste oppervlakken van de organische materialen kunnen gemakkelijk vlak worden gemaakt. De eerste passivatielaag 140 10 kan bijvoorbeeld een dikte hebben van meer dan 1 pm, gelegen in het bereik van 1 pm tot ongeveer 10 pm.

. [0041]. Volgens fig..3 kan een tweede passivatielaag 146 zijn gevormd op de eerste elektrode 142, en deze tweede passivatielaag 146 kan een • opening' 144 hebben voor het geven van toegang tot de eerste elektrode 15 142. Om te voorkomen dat er lekstroom optreedt aan de randdelen van de eerste elektrode 142 kan de tweede passivatielaag 146 zijn gevormd zodanig dat deze de randdelen van de eerste elektrode 142 bedekt. De tweede passivatielaag 146 kan zijn vervaardigd uit organische materialen die kunnen worden gevormd met betrekkelijk lage tem-......

20. peraturen, zoals een fotoresistmateriaal, polyacrylaat, polyimide en benzocyclobuteen (BCB).

[0042] Vólgens fig. 3 kan een organische elektroluminescerende laag 148 zijn gevormd.op de tweede passivatielaag 146 in het licht emitterend gebied E om via de opening 144 in contact te zijn met de eerste 25. elektrode 142. Vervolgens kan een tweede elektrode 150 worden gevormd over een geheel.oppervlak vari het substraat 110, inclusief de organische elektroluminescerende laag 148.' De.eerste en tweede elektroden’ 142 en- .150 en de organische elektroluminescerende laag 140 die zich bevindt tussen de eerste’en de tweede elektroden 142 en. 150 vormen de 30 organische EL diode DEl·

[0043] Volgens de onderhavige uitvinding wordt de eerste passivatielaag 140, die is een onderlaag van de organische EL diode DeL en die in contact is. met de organische EL diode DEL, en de tweede passivatielaag 146, die de randdelen bedekt van de eerste elektrode 35 142 en is aangebracht tussen de eerste en de tweede elektroden 142 en 150, zijn vervaardigd uit een organisch materiaal. Wanneer de eerste en de tweede passivatielagen 140 en 146 zijn vervaardigd uit hetzelfde . organisch materiaal kan de eerste passivatielaag 140 worden geëtst met een etsmiddel van de tweede passivatielaag 146 wanneer de tweede 1025138- - 12 - passivatielaag 146 wordt gevormd, en kan de eerste elektrode 142 tussen de eerste en de tweede passivatielagen 140 en 146 worden beschadigd. Aldus zijn de eerste en de tweede passivatielagen 140 en 146 vervaardigd uit onderling verschillende organische materialen.

5 [0044] Omdat polyimidematerialen goed hechten aan een lichtdoorla- tend geleidend materiaal zoal indiumtinoxide, dit in tegenstelling tot andere organische materialen, is het gunstig dat een imidisatiefactor van het polyimidemateriaal, dat is een factor van een samenstelling met een iminogroep (NH) in het polyimide, hoger is dan 95%. Omdat het 10 polyimide van de imidisatiefactor goed hechtend is minimaliseert het polyimide de effecten veroorzaakt door processen bestemd voor het vormen van andere organische' materialen. De eerste elektrode 14.2 kan wor- ' den beschadigd wanneer.de eerste en de tweede passivatielagen 140 en 146 zijn vervaardigd uit hetzelfde materiaal, en het is' dus gunstig 15 dat de polyimidematerialen worden gebruikt als uitsluitend ofwel de' eerste passivatielaag 140 dan wel de tweede passivatielaag 146. Het polyimidemateriaal kan worden gebruikt als de eerste passivatielaag 140 en de invloeden: op de eerste passivatielaag 140 door een oplosmiddel van de tweede passivatielaag 146 kunnen minimaal worden 20 gemaakt tijdèns het proces van het vormen van de twëede passivatielaag ' 146.

[0045] Hoewel de tweede passivatielaag 146 met de opening- 144 kan zijn vervaardigd uit anorganische materialen, kunnen veranderingen in . de oppervlakte-eigenschappen van de eerste elektrode 142, die kan be- 25 staan uit indiumtinoxide en die via de opening toegankelijk kan zijn, worden gereduceerd. Wanneer de eerste elektrode 142 en de.tweede elek- *.· trode 146 functioneren als anode-elektrode respectievelijk kathodé-elektrode, en licht afkomstig van de organische elektroluminescerende laag 148 wordt geëmitteerd door de tweede elektrode 150> kan de OELD 30 inrichting worden beschouwd te zijn een OELD inrichting van de topemissiesoort, en kan de tweede elektrode 150 zijn vervaardigd uit een lichtdoorlatend geleidend materiaal.

[0046] Fig. 4 is een dwarsdoorsnede van een andere OELD inrichting met actieve matrix volgens de onderhavige uitvinding. Volgens fig. .4 .

35 kan een licht emitterend gebied E zijn bepaald op een substraat 210 door subpixelgebieden Psub, en kan een dunne-filmtransistor T met een halfgeleidende laag 212, een poortelektrode 214, een bronelektrode 216 en een afvoerelektrode 218 zijn gevormd op het substraat 210. Bovendien kan een eerste passivatielaag 222 uit een eerste organisch 1025136- i ! - 13 - j materiaal zijn gevormd op het gehele oppervlak van het substraat 210, j inclusief de dunne-filmtransistor T, en deze eerste passivatielaag \ 222 kan een afvoercontactgat 220 hebben, toegang gevend tot de afvoerelektrode 218. Een eerste elektrode 224 kan zijn gevormd op de 5 eerste passivatielaag 222 en kan via het afvoercontactgat 220 zijn verbonden met de.afvoerelektrode 218.

[0047] . Een tweede passivatielaag 228, die tweede organische materialen kan omvatten, kan zijn gevormd op de eerste elektrode 224 voor het bedekken van de randdelèn van de eerste elektrode 224, en kan een 10 opening 226 hebben, toegang gevend tot de eerste elektrode 224. .

Voorts kan een organische elektroluminescerende laag 230 zijn gevormd op de. tweede passivatielaag 228 en in contact zijn met de eerste elektrode 224 via de opening 226. Eèn tweede elektrode 232 .. kan zi jn gevormd op het gehele oppervlak van het substraat 210, inclusief de ..

15 organische elektroluminescerende laag 230.

[0048] . Het eerste organisch materiaal kan zijn gekozen uit die orga nische materialen die goede vlaktekarakteristieken hebben,· zoals ben-zocyclobuteen, pólyacrylaat en polyimide, en het tweede organisch materiaal kan een fotorésistmateriaal zijn danwel pólyacrylaat., p'olyi- : 20 mide en benzocyclobuteèn. (BCB). Omdat de organische: materialen kunnen uitharden bij temperaturen die lager zijn dan de uithardtemperatüren van anorganische materialen kan het tweede organisch materiaal zijn gekozen uit die organische materialen met een formatietemperatuur lager dan de formatietemperatuur van het eerste organisch materiaal, 25 waarbij de formatietemperatuur kan zijn de temperatuur bij:., het bakken en uitharden na het bekleden met hét. organisch materiaal; Wanneer de . formatietemperatuur van het tweede organisch materiaal betrekkelijk hoog is. kunnen de eerste organische materialen teveel uitharden en kunnen gemakkelij.k defecten optreden door degeneratie van de laag.or-' 30 ganisch materiaal. Dienovereenkomstig kunnen de eerste en de tweede . organische materialen verschillende materialen zijn, waarbij, het eerste organisch materiaal kan omvatten pólyimidematerialen zodat de imi-disatiefactor van het polyimide hoger dan 95% kan zijn.'..

[0049] Fig.. .5 is een stroomkaart van een als voorbeeld gegeven werk-35 wijze voor het vervaardigen van een OELD inrichting, met ..actieve matrix volgens de uitvinding. Volgens fig. 5 kan' de stap STl omvatten het vormen van een dunne-filmtransistor op een- substraat, dat subpixelge-bieden kan omvatten. De dunne-filmtransistor kan een aanstürende dunne-filmtransistor omvatten die is verbonden met een organische elek- 1025136- - 14 - troluminescerende diode en een schakelende dunne-filmtransistor die is verbonden met een poortlijn en een datalijn.

[0050] Een stap ST2 kan omvatten het vormen van een eerste passivatielaag op het geheel oppervlak van het substraat, de dunne- 5 filmtransistor inbegrepen. De eerste passivatielaag kan zijn vervaardigd uit een eerste organisch materiaal en kan een eerste contactgat hebben voor het toegang geven tot een gedeelte van de dunne^filmtransistor.;

[0051] Een stap ST3 kan omvatten het vormen van een eerste elektrode 10 op de eerste passivatielaag, waarbij deze eerste elektrode kan zijn verbonden met de dunne-filmtransistor via het eerste contactgat.

[0052] Een stap. STS4 kan omvatten het vormen van een tweede passivatielaag op de eerste elektrode, waarbij deze tweede passivatielaag kan zijn.vervaardigd uit een tweede organisch .

15 materiaal. Voorts kan deze tweede passivatielaag een opening hebben. - '\ voor het vri jgeven van de, eerste elektrode en voor het bedekken van’ de -randdelen van de eerste elektrode.

[0053] Een stap ST5 kan omvatten het vormen van een organische elek-troluminescerende laag op de tweede passivatielaag en het vormen van 20 een tweede elektrode over het gehele oppervlak van het substraat, de . organische elektroluminescerende laag inbegrepen. De organische · .

elektroluminescerende laag kan .zijn verbonden met de. eerste elektrode. .. via de opening..

[0054] Het eerste organisch materiaal en het tweede organisch mate-25 riaal kunnen zijn gekozen uit onderling verschillende materialen.. Wan-r neer ofwel het.eerste organisch materiaal danwel het tweede organisch, materiaal wórdt gekozen uit polyimidematerialen kan de imidisatiefac-tor van de polyimidematerialen meer dan 95% zijn. Het polyimidemate-riaal.kan worden gebruikt als eerste organisch materiaal.

30 [0055] Volgens de uitvinding is de OELD inrichting met actieve ma-.

trix gunstig omdat de.passivatielaag kan worden gevormd door eeri ’ . . spincoatingmethode., en de passivatielaag een dikte kan hebben.groter . dan die van een anorganische laag gebruikmakend van een chemische, dampneerslagmethode. De passivatielaag kan een veel vlakker oppervlak 35 hebben omdat de topologieën van de daaronder gelegen lagen weinig invloed hebben op het bovenoppervlak van de passivatielaag.. Het optreden van elektrische kortsluitingen tussen de elektroden van de organische elektroluminescerende inrichting kan aldus worden voorkomen.

1025136- i - 15 - ί ι

[0056] Beschadiging van de onderliggende lagen kan worden geredu- | ceerd omdat de organische laag kan worden gevormd bij temperaturen die j lager zijn dan de formatietemperaturen van de lagen uit anorganisch ! materiaal. Omdat de organische materialen zeer vlakke bovenoppervlak- . j 5 ken hebben kan de totale dikte van de inrichting groter zijn, waarmee . de levensduur en de betrouwbaarheid van de inrichting worden vergroot.

[0057] . Het zal de vakman duidelijk zijn dat verschillende modificaties en variaties mogelijk zijn in de organische elektroluminescerende beeldweergevende inrichting en de werkwijze voor het vervaardigen van 10 de organische elektroluminescerende beeldweergevende'inrichting volgens de uitvinding zonder het kader en de geest van de uitvinding te\ verlaten. Het is dan ook beoogd dat de onderhavige uitvinding alle modificaties en variaties van de uitvinding bestrijkt, onder voorwaarde dat zij vallen binnen het kader van de bijgaande conclusies en de 15 equivalenten, daarvan.

1025136-

Claims (21)

1. Een organische elektroluminescerende beeldweergevende inrichting met actieve matrix, omvattende: een substraat met een licht emitterend gebied, met subpixelge-bieden; 5 een aantal schakelelementen op het substraat in de sub- pixelgebieden; een eerste passivatielaag die het aantal schakelelementen bedekt en is uitgevoerd met een aantal eerste contactgaten, toegang gevend tot het aantal schakelelementen; 10. een aantal eerste elektroden op de eerste passivatielaag/ waarbij elke eerste elektrode is verbonden met elk schakelelement via elk eerste contactgat; een tweede passivatielaag op het aantal eerste elektroden, welke tweede passivatielaag een aantal openingen heeft, die toegang 15 geven tot het aantal eerste elektroden, en randdelen van het aantal eerste elektroden bedekken; een aantal organische elektroluminescerende lagen op de tweede passivatielaag, waarbij elke organische elektroluminescerende laag in contact is met elke eerste elektrode via elke opening; en 20 een tweede elektrode op het aantal organische elektroluminesce rende lagen, waarbij de eerste passivatielaag is vervaardigd van een eerste organisch materiaal met een vlak gemaakt bovenoppervlak en de tweede passivatielaag is vervaardigd van een tweede organisch materiaal met een formatietemperatuur die lager is dan de 25 formatietemperatuur van het eerste organische materiaal.

2. De inrichting volgens conclusie 1, waarin het eerste organisch materiaal ten minste één van benzocyclobuteen, polyacrylaat en polyimide omvat.

3. De inrichting volgens conclusie 2, waarin het polyimide een 30 imidisatiefactor van hoger dan 95% heeft.

4. De inrichting volgens conclusie 1, waarin het tweede organisch materiaal ten minste één van fotoresist, benzocyclobuteen, polyacrylaat en polyimide is.

5. De inrichting volgens conclusie 4, waarin het polyimide een 35 imidisatiefactor heeft van meer dan 95%. 1025138- - 17 -

6. De inrichting volgens conclusie 1, waarin het aantal eerste elektroden fungeert als anode-elektrode en de tweede elektroden fungeren als kathode-elektrode.

7. De inrichting volgens conclusie 6, waarin het licht, opge- 5 wekt door de organische elektroluminescerende laag> wordt doorgelaten door de tweede elektrode.

8. De inrichting volgens conclusie 7, waarin de tweede elektrode lichtdoorlatend geleidend materiaal omvat.

9. De inrichting volgens conclusie 1, waarin elk schakelelement 10 omvat een half geleidende laag met een actief gebied en bron-r en afvoergebied, een poortelektrode aangebracht over het actieve gebied, een bronelektrode verbonden met het brongebied, en een afvoerelektrode verbonden met het afvoergebied. .

10. De inrichting volgens conclusie 9, voorts omvattende een 15 aantal opslagcondensatoren elektrisch verbonden met het aantal schakeielementen.

11. De inrichting volgens conclusie 10, waarin elke opslagcon-derisator omvat een.eerste condensatorelektrode vervaardigd uit hetzelfde.materiaal als de halfgeleidende laag en een tweede condensator- 20 elektrode verbonden met de bronelektrode.

12. De inrichting volgens conclusie 1, waarin de eerste en de tweede passivatielagen zijn gevormd met een spincoatingmethode.

13. De inrichting volgens conclusie 1, waarin de eerste passivatielaag een dikte heeft die ligt in het bereik van ongeveer 25 1 μιη tot ongeveer 10 pra.

14. De inrichting volgens conclusie 1, waarin de eerste en de tweede passivatielagen zijn vervaardigd uit onderling verschillende organische materialen.

15. Een werkwijze voor het vervaardigen van een organische 30 elektroluminescerende beeldweergevende inrichting met actieve matrix, omvattende de stappen van: het vormen van een schakelelement op een substraat met sub-pixelgebieden; het vormen van een eerste passivatielaag op het schakelelement, 35 waarbij de eerste passivatielaag een eerste contactgat voor het toegang geven tot het schakelelement omvat; het vormen van een eerste elektrode op de eerste passivatielaag in de subpixelgebieden, waarbij de eerste elektrode is verbonden met het schakelelement via het eerste contactgat; 1025136- - 18 - het vormen van een tweede passivatielaag op de eerste elektrode, welke tweede passivatielaag een opening heeft die toegang geeft tot de eerste elektrode, en randdelen van de eerste elektrode bedekt; 5 het vormen van een organische elektroluminescerende laag op de tweede passivatielaag in de subpixelgebieden, waarbij de organische elektroluminescerende laag in contact is met de eerste elektrode via de opening; en het vormen van een tweede elektrode op de organische elektrolu- 10 minescerende laag, waarbij de eerste passivatielaag een eerste organisch materiaal omvat met een vlak gemaakt bovenoppervlak en de tweede passivatielaag een tweede organisch materiaal omvat met een formatietemperatuur die lager is dan een formatietemperatuur van het eerste organische 15 materiaal.

16. De werkwijze volgens conclusie 15, waarin de eerste en de tweede passivatielagen worden gevormd met een spincoatingmethode.

17. De werkwijze volgens conclusie 15, waarin de eerste en de tweede organische materialen polyimide omvatten. 20 - 18. De werkwijze volgens conclusie 17, waarin het polyimide een . . imidisatiefactor van meer dan 95% heeft. ...

19. De werkwijze volgens conclusie 15, waarin het schakeielement een halfgeleidende laag omvat met een actief gebied en met bron- en afvoergebieden, een poortelektrode is aangebracht over 25 het actieve gebied, een bronelektrode is verbonden met het brongebied, en een afvoerelektrode is verbonden met het afvoergebied.

20. De werkwijze volgens conclusie 19, voorts omvattende een' opslagcondensator welke elektrisch is verbonden met het s cha ke 1 e 1 ement. 50 21..De werkwijze volgens conclusie 20, waarin de opslagconden sator omvat een eerste condensatorelektrode vervaardigd uit hetzelfde materiaal als de halfgeleidende laag en een tweede condensatorelektrode die is verbonden roet de bronelektrode.

22. De werkwijze volgens conclusie 15, waarin de eerste 35 passivatielaag een dikte heeft die ligt in het bereik van 1 pm tot ongeveer 10 pm.

23. De .werkwijze volgens conclusie 15, waarin de eerste en de tweede passivatielagen zijn vervaardigd uit onderling verschillende organische materialen. *025130-