JP2005197228A - 有機電界発光素子とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、有機電界発光素子に係り、特に、高開口率と高解像度が具現できる有機電界発光素子とその製造方法に関する。
【解決手段】相互に向かい合うように離隔されて位置して、画素領域を含む第１基板及び第２基板と；前記第１基板の内部面に形成されたゲート配線と；前記ゲート配線と交差されるデータ配線と；前記ゲート配線及びデータ配線に連結されるスイッチング薄膜トランジスタと；前記スイッチング薄膜トランジスタに連結される駆動薄膜トランジスタと；前記駆動薄膜トランジスタに連結された電源配線と；前記第２基板の内部面に形成された第１電極と；前記第１電極の画素領域の境界部領域に位置して、相互に離隔されるように位置する第１隔壁、第２隔壁と；前記第１電極上の画素領域に形成された有機発光層と；前記有機発光層上の画素領域に形成された第２電極と；
前記第１基板、第２基板を電気的に連結させる連結電極を含む有機電界発光素子を提供する。
【選択図】 図９
Description
本発明は、有機電界発光素子に係り、特に、高開口率と高解像度が具現できる有機電界発光素子とその製造方法に関する。
一般的な有機電界発光素子は、電子注入電極(カソード)と正孔注入電極(アノード)から、各々電子と正孔を、発光層の内部に注入させて、注入された電子と正孔が結合したエキシトンが、励起状態から基底状態に落ちる場合、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とは異なり、別途の光源を必要としないので、素子の体積と重さを減らすことができる長所がある。
また、有機電界発光素子は、高品位パネルの特性(低電力、高輝度、高反応速度、低重量)がある。このような特性のために、ＯＬＥＤは、移動通信端末機、ＣＮＳ、ＰＤＡ、カムコーダ、パームＰＣ等のほとんどのコンシューマー電子応用製品に使用される強力な次世代ディスプレーと思われている。
さらに、製造工程が単純であるので、生産原価を、既存のＬＣＤより大変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とに区分することができる。
前記パッシブマトリックス型の有機電界発光素子は、その構成が単純で、製造方法も単純であるが、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。
一方、アクティブマトリックス型の有機電界発光素子は、高い発光効率と高画質が提供できる長所がある。
図１は、従来のアクティブマトリックス型の有機電界発光素子の概略的な断面図である。
図示したように、有機電界発光素子３０は、透明な第１基板３２の上部に、薄膜トランジスタＴアレイ部３４と、前記薄膜トランジスタアレイ部３４の上部に、第１電極(アノード電極)３６、有機発光層３８、第２電極(カソード電極)４０ととを含む。
この場合、前記発光層３８は、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂのカラーを表現するが、一般的な方法としては、前記各画素Ｐごとに、赤色、緑色、青色を発光する別途の有機物質をパターニングして使用する。
前記第１基板３２が、吸湿剤４１が付着された第２基板４８とシーラント４７を通じて合着されることによって、カプセル化された有機電界発光素子３０が完成される。
この場合、前記吸湿剤４１は、カプセルの内部に浸透される水分と酸素を除去するためのものであって、基板４８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４１を埋めて、テープ２５で固定する。
以下、図３を参照して、アクティブマトリックス型の有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部を概略的に説明する。
図２は、従来の有機電界発光素子のアレイ層を示した概略的な平面図である。
一般的なアクティブマトリックス型の有機電界発光素子の薄膜トランジスタアレイ部は、基板３２に定義された画素Ｐごと、スイッチング素子ＴＳ、駆動素子ＴＤ、ストレージキャパシターＣＳＴで構成されて、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１つ以上の薄膜トランジスタの組み合わせより構成される。
この場合、前記基板３２は、透明な絶縁基板を使用して、その材質としては、例えばガラスやプラスチックを挙げることができる。
図示したように、基板３２上に、相互に所定の間隔離隔して、一方向に構成されたゲート配線４２と、前記ゲート配線４２と絶縁膜を間にして、相互に交差するデータ配線４４が構成されると同時に、前記データ配線４４と平行に離隔された位置に、一方向に電源配線５５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４６、４８、アクティブ層５０、６２、ソース電極５６、６６及びドレイン電極６０、６３とを含む薄膜トランジスタが使用される。
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４６は、前記ゲート配線４２に連結されて、前記ソース電極５６は、前記データ配線４４に連結される。
前記スイッチング素子ＴＳのドレイン電極６０は、前記駆動素子ＴＤのゲート電極６８とコンタクトホール６４を通じて連結される。
前記駆動素子ＴＤのソース電極６６は、前記電源配線５５とコンタクトホール５８を通じて連結される。
また、前記駆動素子ＴＤのドレイン電極６３は、画素部Ｐに構成された第1電極(陽極電極、３６)と接触するように構成される。
この場合、前記電源配線５５と、その下部の多結晶シリコンパターン３５は、絶縁膜を間にして重なり、ストレージキャパシターＣＳＴを形成する。
図３は、前記図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って、切断された概略的な断面図である。
図示したように、有機電界発光素子は、ゲート電極４６、アクティブ層６２、ソース電極６６及びドレイン電極６３と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６７を間にして、駆動素子ＴＤのドレイン電極６３と接触する第1電極(陽極電極、３６)と、第１電極３６の上部に、特定な色の光を発光する発光層３８と、発光層３８の上部には、第２電極(陰極電極、４０)とが構成される。
前記駆動素子ＴＤと並列にストレージキャパシターＣＳＴが構成されて、ソース電極６６は、ストレージキャパシターＣＳＴの第２電極(電源配線５５)と接触して構成されて、前記第２電極４０の下部には、前記多結晶シリコンである第１電極３８が構成される。
前述した駆動素子ＴＤとストレージキャパシターＣＳＴが構成された各画素は、隔壁を通じて分離されている。
図４は、従来の隔壁構造を示した概略的な断面図である。
図示したように、基板８０上に、画素領域Ｐが定義されている。また、 前記基板８０上に、多数の第１電極８２が形成されており、各々の第１電極８２は、前記画素領域Ｐのうちのどちらかの１つに位置する。
さらに、ポジティブ傾斜を有する隔壁８４が、前記画素領域Ｐの境界部に形成されており、有機発光層８６が、前記第１電極８２上に、各々形成される。すなわち、各々の有機発光層８６は、各画素領域Ｐに位置して、第２電極８８は、前記隔壁８４と有機発光層８６の上部面に形成される。
前記隔壁８４は、接する画素領域Ｐを分離して、前記有機発光層８６は、マスクを利用して蒸着工程により形成される。また、前記隔壁８４は、第２電極８８の方へと、徐々に幅が狭くなるテーパー状である。
前記隔壁８４面は、前記基板８０に対して、約９０°より大きい角θ１を有する。
前記第１電極８２は、各画素領域Ｐに形成される下部電極であって、第２電極８８は、基板８０上の第１電極８２と有機発光層８６上に形成される上部電極である。
ところが、マスクを利用する工程は、時間が掛かり、マスクの配列工程が必要であるために、隔壁を利用するシャドーマスク工程が提案されている。
図５は、従来の隔壁構造を示した概略的な平面図であって、図６は、前記図５のＩＶ−ＩＶ線に沿って、切断された概略的な断面図である。
図示したように、基板９０上に、多数の画素領域Ｐが定義されており、第１電極９２が、前記基板９０上に形成されている。
ネガティブ傾斜を有する隔壁９４は、前記画素領域Ｐの境界部に、第１電極９２上に形成される。図面には詳しく提示してないが、前記隔壁９４は、前記第１電極９２の上部の画素領域別の境界部に位置する。
前記隔壁９４は、前記基板９０の方へと、徐々に幅が狭くなるテーパー状である。さらに、前記隔壁９４面は、前記基板９０に対して、約９０°より小さい角θ２を構成する。
前記有機電界発光物質９５と第２電極物質９７は、順に、前記第１電極９２上に蒸着され、各々有機発光層９６及び第２電極９８とにパターニングされる。
前記逆テーパー状の隔壁９４は、画素領域Ｐ別に、前記有機発光層９６と第２電極９８を自動的に分離する。その結果、前記有機電界発光物質９５と第２電極物質９７は、前記隔壁９４間に位置する。
ところが、前記隔壁９４の高さとテーパー状は、前記分離された有機電界発光物質９５と第２電極物質９７のショートを防ぐので、前記各々の画素領域Ｐにある分離された有機電界発光物質９５と第２電極物質９７は、接する画素領域Ｐにある、もう１つの分離された有機電界発光物質９５と第２電極物質９７とは連結されない。
図７は、シャドーマスク法による蒸着工程を示した概略的な断面図である。
一般的に、画素領域Ｐ別に、電極を分離することは、熱蒸着法または、シャドーマスク工程を利用するｅ-ビーム蒸着法により形成される。
図７には、前記図６に示した隔壁９４のある基板９０と、前記基板９０と向かい合い、基板９０から一定間隔離隔されたメタルソース９９が示されている。前記メタルソース９９は、一般的に、前記基板９０と比べて、小さい領域である。
前記基板９０のＡ領域は、前記メタルソース９９の領域に対応しない領域であって、前記メタルソース９９から外れた物質は、蒸着角α１角と斜めに蒸着される。すなわち、前記物質は、前記隔壁９４の側面に蒸着される。従って、メタル層は、隔壁９４上に形成され、画素領域Ｐに形成される電極に連結されたりもする。また、基板９０の大きさは、メタルソース９９の領域に、相対的に増加するので、大面積基板である場合、ショート問題は、さらに大きくなる。
このショート問題を解決するために、大きい逆テーパーの隔壁が提案された。ところが、隔壁物質は、低い熱安定性と弱い機械的強度を有するので、大きい逆テーパー状の隔壁により、ショート問題を解決するのは難しい。また、隔壁は、電極間の分離手段として、安定的に利用されるためには、マッシュルームのような形状でなければならない。しかし、マッシュルーム状に形成するためには、隔壁を二重構造で形成しなければならないので、工程が複雑になり、製造費用が上昇される問題があった。
一方、高分子物質を利用する有機発光層が、最近に脚光を浴びている。高分子物質を利用する有機電界発光素子は、低分子物質を利用する有機電界発光素子と区別するため、ＯＬＥＤと言う用語の代わりに、高分子発光ダイオード(ＰＥＬＤ；Polymer Electroluminescent Device)と言う用語を使用する。
このような高分子物質は、低分子物質と比べて、熱的安定性が高くて、機械的強度も好ましい。
高分子物質は、低分子物質の真空装備を利用して、発生する投資費の増加、ディスプレーの大きさの限界等の問題が解決できる技術として使用される。
このような長所は、大画面ディスプレーへの応用面で、高分子物質が低分子物質に比べて、高い可能性がある。
また、高分子電界発光素子を製作した場合、駆動電圧が低分子物質で製作された素子より低いので、ディスプレーの応用に好ましく、高分子物質は、発光の色合いの変化を与えることができる方法も、大変多様である。
このような高分子電界発光素子では、高分子物質のパターニング方法の開発が、何よりも大変必要とされている。
図８は、従来の高分子電界発光素子に適用されたネガティブ隔壁を利用する 有機電界発光素子を示した概略的な断面図である。
図示したように、第１電極９２が、基板９０全面に形成されており、第１電極９２の上部のサブピクセルの境界部に、ネガティブ隔壁９４が形成されている。また、前記第１電極９２の上部には、前記ネガティブ隔壁９４によりサブピクセル別に分離され、高分子電界発光層９１ａ、９１ｂ、９１ｃが形成されている。
ここで、ネガティブ隔壁９４は、基板９０に近い方から遠い方へと、その幅が広くなるテーパー状、すなわち、上広下狭構造の逆台形状である。言い換えれば、基板９０とネガティブ隔壁９４の外側面が構成する角が、９０°より小さくなるようにネガティブ隔壁９４が形成される。
図６では、有機電界発光物質を、熱蒸着方法等により蒸着する一方、図８では、高分子電界発光物質を、スピンコーティング方法等により塗布するので、高分子電界発光層９１ａ、９１ｂ、９１ｃは、有機発光層(図５の９６)とは異なり、サブピクセル領域全体で、均一な厚さを有することができない。
すなわち、前記ネガティブ隔壁９４は、基板に近接する部分の幅が、より狭くて、高分子物質を塗布する場合、高分子物質が、その空間の方に傾くので、全体的に、サブピクセル領域の端側のネガティブ隔壁９４に隣接する部分での高分子電界発光層９１ａ、９１ｂ、９１ｃの厚さｄ２は、サブピクセルの中央部分での厚さｄ１より厚く形成されて、場合によっては、サブピクセルの中央部分には、高分子電界発光層９１ａ、９１ｂ、９１ｃが形成されない場合もある。
また、液体状態の高分子物質には、表面の張力が強く作用するので、ネガティブ隔壁９４の周辺では、高分子電界発光層９１ａ、９１ｂ、９１ｃの表面が、さらに上昇されるようになるが、場合によっては、その表面は、ネガティブ隔壁９４の最高面と接触されることもある。
このような高分子電界発光層９１ａ、９１ｂ、９１ｃの表面の上昇は、以後形成される第２電極９３ａ、９３ｂ、９３ｃの分離に、問題を引き起こす。
すなわち、高分子電界発光層９１ａ、９１ｂ、９１ｃの上部に形成される第２電極９３ａ、９３ｂ、９３ｃが、隔壁を利用して、蒸着後、自動的に各サブピクセル別に分離されるようにするためには、隔壁の形態が、その幅が基板の近い方で、最も狭くて、基板から遠くなればなるほど広い逆台形状でなければならない。ところが、高分子電界発光層９１ａ、９１ｂ、９１ｃの表面の上昇により、その形態が緩和されると、第２電極９３ａ、９３ｂ、９３ｃが、サブピクセル別に分離されなくて、隣接サブピクセルの第２電極に連結され、高分子電界発光素子ＰＬＥＤは、サブピクセル別に、別個の信号を印加することができなくなる。
結論的に、高分子物質をネガティブ隔壁に適用する場合、高分子電界発光層９１ａ、９１ｂ、９１ｃ及び第２電極９３ａ、９３ｂ、９３ｃを、正常的に形成しづらい。
また、従来の有機電界発光素子は、薄膜トランジスタと有機発光層を形成する基板とは別途のカプセル用基板を合着して、素子を製作した。
この場合、薄膜トランジスタの収率と有機発光層の収率の倍が、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。
従来の場合のように構成されたアレイ基板である下部基板は、前記有機発光層の収率により、パネルの収率が、大変限られる問題があった。
特に、薄膜トランジスタが好ましく形成されたとしても、１０００Å程度の薄膜を使用する有機発光層の形成時、異物やまた他の要素により、不良が発生すると、パネルは、不良等級に判定される。
これによって、良品の薄膜トランジスタを製造するのに必要とされた諸般経費及び原材料費の損失に続いて、収率が低下される問題があった。
また、従来の下部発光方式は、カプセル化による安定性及び工程の自由度が高い一方、開口率が限られて、高解像度製品に、適用しづらい問題があって、上部発光方式は、薄膜トランジスタの設計が好ましく、開口率が向上されることができるので、製品の寿命側からすると有利であるが、既存の上部発光方式の構造では、有機発光層の上部に、普通、陰刻が位置することによって、材料の選択の幅が狭いので、透過度が限られ、光効率が低下されることと、光透過度の低下を最小化するため、保護膜を薄膜で形成しなければならない場合、外気を十分に遮断できない問題があった。
従来の下部発光方式の有機電界発光素子と上部発光方式の有機電界発光素子の、前述した問題を解決するために、本発明では、アレイ素子と有機電界発光ダイオード素子を、相互に異なる基板上に形成して、アレイ素子の駆動薄膜トランジスタと有機電界発光ダイオード素子の第２電極を、別途の電気的連結パターンを通じて連結するデュアルプレートタイプの有機電界発光素子を提供する。
デュアルプレートタイプの高分子電界発光素子において、隔壁部で、接する電極間のショート問題を解決するために、画素領域別に隔壁を形成して、接する隔壁間に、一定距離を維持して、離隔されるように位置する二重隔壁を提供することを目的とする。
また、その特性の向上と大画面ディスプレーに適用するために、高分子物質を利用したデュアルプレートタイプの有機電界発光素子を提供する。
さらに、高分子物質のパターニングと有機電界発光ダイオードの一側の電極の分離問題を解決するために、本発明では、二重隔壁を利用して高分子物質をパターニングする。
前述した目的を達成するために、本発明では、相互に向かい合うように離隔されて位置して、画素領域を含む第１基板及び第２基板と；前記第１基板の内部面に形成されたゲート配線と；前記ゲート配線と交差されるデータ配線と；前記ゲート配線及びデータ配線に連結されるスイッチング薄膜トランジスタと；前記スイッチング薄膜トランジスタに連結される駆動薄膜トランジスタと；前記駆動薄膜トランジスタに連結された電源配線と；前記第２基板の内部面に形成された第１電極と；前記第１電極の画素領域の境界部領域に位置して、相互に離隔されるように位置する第１隔壁及び第２隔壁と；前記第１電極上の画素領域に形成された有機発光層と；前記有機発光層上の画素領域に形成された第２電極と；前記第１基板及び第２基板を電気的に連結させる連結電極を含む有機電界発光素子を提供する。
前記第１隔壁、第２隔壁は、実質的に、平行なネガティブ傾斜面及びポジティブ傾斜面を各々有する。
前記有機発光層は、高分子物質で構成されている。
前記画素領域に隣接した第１隔壁及び第２隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より大きい角を、各々構成する。ここで、相互に向かい合う前記第１隔壁及び第２隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より小さい角を、各々構成する。
前記第１隔壁は、第１ポジティブ隔壁、第１ネガティブ隔壁、第２隔壁は、第２ポジティブ隔壁、第２ネガティブ隔壁を各々有する。
第１ネガティブ隔壁、第２ネガティブ隔壁は、相互に離隔されるように位置して、前記第１ネガティブ隔壁、第２ネガティブ隔壁各々は、前記第１ネガティブ隔壁、第２ネガティブ隔壁の幅が、前記第２基板と垂直な方向に、段々増加して、前記ネガティブ隔壁のうち、前記第２基板に隣接したネガティブ隔壁が、最も狭い幅の逆台形状であることを特徴とする。また、前記第１ネガティブ隔壁、第２ネガティブ隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より小さい角を、各々構成する。
第１ポジティブ隔壁及び第２ポジティブ隔壁は、前記第１ネガティブ隔壁及び第２ネガティブ隔壁と接触して、前記第１ポジティブ隔壁及び第２ポジティブ隔壁各々は、前記第１ポジティブ隔壁及び第２ポジティブ隔壁の幅が、前記第２基板と垂直な方向に、徐々に減少して、前記ポジティブ隔壁のうち、前記第２基板に隣接したポジティブ隔壁が、最も広い幅のテーパー状であることを特徴とする。また、前記第１ポジティブ隔壁及び第２ポジティブ隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より大きい角を、各々構成する。
前記第１電極は、正孔注入電極で、前記第２電極は、電子注入電極として作用する。
前記第１電極は、インジウム−スズ−オキサイドＩＴＯとインジウム−ジンク−オキサイドＩＺＯのうちの１つを含み、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のうちの１つを含む。
前記スイッチング薄膜トランジスタは、前記ゲート配線に連結されるスイッチングゲート電極と；前記データ配線に連結されるスイッチングソース電極と；前記スイッチングソース電極と一定間隔離隔されるスイッチングドレイン電極とで構成されて、前記駆動薄膜トランジスタは、前記スイッチングゲート電極に連結される駆動ゲート電極と；前記電源配線に連結される駆動ソース電極と；前記連結電極に連結される駆動ドレイン電極を含む。
前記電源配線は、前記ゲート配線と交差されて、前記データ配線と一定間隔離隔されるように位置する。
前記連結電極は、前記駆動薄膜トランジスタ及び前記第２電極に連結される。また、前記連結電極は、前記第２電極と同じ物質で構成される。
前記有機発光層は、正孔輸送層、発光層、電子輸送層とを含み、前記正孔輸送層は、正孔注入電極から前記発光層に正孔を供給して、前記電子輸送層は、電子注入電極から前記発光層に電子を供給する。
前記第１電極、第２電極間には、前記画素領域の境界部に遮断パターンをさらに含む。
また、本発明は、画素領域を含む第１基板上に、ゲート配線を形成する段階と；前記ゲート配線と交差されるデータ配線を形成する段階と；前記ゲート配線及びデータ配線の交差部に、スイッチング薄膜トランジスタを形成する段階と；前記スイッチング薄膜トランジスタに連結される駆動薄膜トランジスタを形成する段階と；前記駆動薄膜トランジスタに連結された電源配線を形成する段階と；前記画素領域に対応する画素領域がある第２基板上に、第１電極を形成する段階と；前記画素領域の境界部に位置して、相互に離隔されるように位置する第１隔壁及び第２隔壁を形成する段階と；前記第１電極上の画素領域に、有機発光層を形成する段階と；前記有機発光層の上部の画素領域に、第２電極を形成する段階と；前記第１基板及び第２基板を電気的に連結させる連結電極を形成する段階と；前記第１基板及び第２基板を合着する段階を含む有機電界発光素子の製造方法を提供する。
前記第１隔壁及び第２隔壁は、実質的に、平行なネガティブ傾斜面及びポジティブ傾斜面を各々有する。
前記有機発光層は、高分子物質のコーティングにより形成される。
前記画素領域に隣接した第１隔壁及び第２隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より大きい角を、各々構成する。ここで、相互に向かい合う前記第１隔壁及び第２隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より小さい角を、各々構成する。
前記第１隔壁、第２隔壁を形成する段階は、相互に離隔されるように位置する第１ネガティブ隔壁、第２ネガティブ隔壁を形成する段階と；前記第１ネガティブ隔壁、第２ネガティブ隔壁に隣接した外部面と接触する第１ポジティブ隔壁、第２ポジティブ隔壁を形成する段階を含み、前記第１ネガティブ隔壁、第２ネガティブ隔壁の幅は、前記第２基板と垂直な方向に、徐々に増加して、前記ネガティブ隔壁のうち、前記第２基板に隣接したネガティブ隔壁が、最も狭い幅の逆台形状であることを特徴とする。また、前記第１ポジティブ隔壁及び第２ポジティブ隔壁の幅は、前記第２基板と垂直な方向に、徐々に減少して、前記ポジティブ隔壁のうち、前記第２基板に隣接したポジティブ隔壁が、最も広い幅のテーパー状であることを特徴とする。
前記第１ネガティブ隔壁、第２ネガティブ隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より小さい角を、各々構成して、前記第１ポジティブ隔壁、第２ポジティブ隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より大きい角を、各々構成する。
前記第１電極は、正孔注入電極で、前記第２電極は、電子注入電極で作用する。
前記第１電極は、インジウム−スズ−オキサイドＩＴＯとインジウム−ジンク−オキサイドＩＺＯのうちの１つを含み、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のうちの１つを含む。
前記スイッチング薄膜トランジスタは、前記ゲート配線に連結されるスイッチングゲート電極と；前記データ配線に連結されるスイッチングソース電極と；前記スイッチングソース電極と一定間隔離隔されるスイッチングドレイン電極とで構成されて、前記駆動薄膜トランジスタは、前記スイッチングゲート電極に連結される駆動ゲート電極と；前記電源配線に連結される駆動ソース電極と；前記連結電極に連結される駆動ドレイン電極を含む。
前記電源配線は、前記ゲート配線と交差されて、前記データ配線と一定間隔離隔されるように位置する。
前記連結電極は、前記駆動薄膜トランジスタ及び前記第２電極に連結される。また、前記連結電極は、前記第２電極と同じ物質で構成される。
前記有機発光層は、正孔輸送層、発光層、電子輸送層とを含み、前記正孔輸送層は、正孔注入電極から前記発光層に正孔(hole)を供給して、前記電子輸送層は、電子注入電極から前記発光層に電子を供給する。
前記第１電極と前記第１隔壁、第２隔壁間の画素領域の境界部に遮断パターンを形成する段階をさらに含む。
一方、本発明は、画素領域を含む第１基板と；前記基板の内部面に形成された第１電極と；前記第１電極の画素領域の境界部領域に位置して、相互に離隔されるように位置する第１隔壁及び第２隔壁と；前記第１電極上の画素領域に形成された有機発光層と；前記有機発光層上の画素領域に形成された第２電極を含む有機電界発光素子用基板を提供する。
一方、本発明は、画素領域を含む第１基板と；前記基板の内部面に形成された第１電極と；前記第１電極の画素領域の境界部領域に位置して、相互に離隔されるように位置する第１隔壁及び第２隔壁と；前記第１電極上の画素領域に形成された有機発光層と；前記有機発光層上の画素領域に形成された第２電極を含む有機電界発光素子用基板を提供する。
前記第１隔壁及び第２隔壁は、実質的に、平行なネガティブ傾斜面及びポジティブ傾斜面を各々有する。
画素領域を含む第１基板上に、第１電極を形成する段階と；前記第１電極の画素領域の境界部領域に位置して、相互に離隔されるように位置する第１隔壁及び第２隔壁を形成する段階と；前記第１電極上の画素領域に有機発光層を形成する段階と；前記有機発光層上の画素領域に第２電極を形成する段階を含む有機電界発光素子用基板の製造方法を提供する。
前記第１隔壁及び第２隔壁は、実質的に、平行なネガティブ傾斜面及びポジティブ傾斜面を各々有する。
本発明による有機電界発光素子及びその製造方法によると、アレイ素子と 有機電界発光ダイオードを、相互に異なる基板上に形成するので、生成収率及び生成管理の効率を向上させることができて、製品の寿命を延ばせてる。
また、上部発光方式であるために、薄膜トランジスタの設計に好ましく、高開口率/高解像度の具現ができる。
さらに、均一な高分子電界発光層の形成と、好ましい電極の分離が同時にできる隔壁の構造を適用することによって、製造費用と工程時間が節減できて、特性が向上された有機電界発光素子を得ることができる。
図９は、本発明の一実施例によるデュアルプレートタイプの有機電界発光素子を示した概略的な断面図である。
図示したように、本発明による有機電界発光素子は、透明な第１基板１００と第２基板２００を、シーラント３００を通じて合着して構成する。
前記第１基板１００及び第２基板２００に多数の画素領域Ｐを定義して、前記第１基板１００には、画素領域Ｐごと、前述した図３での構成のように、 薄膜トランジスタ(スイッチング素子と駆動素子)とアレイ配線(図示せず)を構成する。
前記第２基板２００の上部には、基板２００全面に、透明な正孔注入電極である第１電極２０２を構成して、第１電極２０２の上部には、有機発光層２０８と、電子注入電極である第２電極２1０を順に構成する。
前記第２電極２1０は、二重格子形状の隔壁２０６を介して前記画素領域Ｐに対応する位置ごと、独立的に構成される。
前記二重格子形状の隔壁２０６の下部には、絶縁膜で構成された別途の遮断パターン２０４を構成して、工程の際、前記第２電極２1０と第１電極２０２が接触する不良を防ぐ。
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を通じ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を合着すると、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。
この場合、連結電極１２４は、望ましくは、前記第２電極２1０と同じ物質で形成する。
前述した構成において、本発明は、前記隔壁を、二重隔壁で構成することを 特徴とする。これを、以下、図１０を参照して説明する。
図１０は、本発明の一実施例による格子形状の二重隔壁を示した概略的な平面図である。
図示したように、画素領域Ｐが多数定義された第２基板２００全面に、透明な第１電極２０２を形成して、前記第１電極２０２の上部に、透明な有機物質でパターニングされた二重格子形状の隔壁２０６を形成する。
この時、隔壁２０６は、各々逆三角形状で形成することを特徴とする。
前記隔壁２０６は、第２電極(図６)を、画素領域Ｐごとに、独立的に形成する役割をする。
すなわち、前記電子注入電極は、アルミニウムＡｌ、カルシウムＣａ、マグネシウムＭｇのうちから選択された１つで形成したり、フッ化リチウム/アルミニウム(ＬＩＦ/Ａｌ)の二重金属層で形成することができて、主に、熱蒸着または、ｅ-ビーム蒸着方法を利用して第２基板２００上に形成することができる。
この時、蒸着される金属を、前記隔壁２０６だけで画素領域ごとに、独立的に分離するためには、ソースメタル(蒸着される金属)が隔壁２０６と垂直な方向に蒸着されなければならなくて、ソースメタルから遠い場合、垂直に 蒸着されることができない。
すなわち、ソースメタルから遠い場合、隔壁２０６の側面に金属が蒸着されて、これにより、むしろ、隔壁２０６を覆いながら接する画素領域Ｐに構成された電極間ショートが発生する問題がある。
これを解決するために、前述したように、前記隔壁２０６を二重格子形状に構成すると、ソースメタルから垂直な方向に、金属が蒸着されないとしても、金属は、離隔領域Ｋにより分離される。
以下、図面を参照して、本発明による有機電界発光素子の製造方法を説明する。
図１１Ａないし図１１Ｃは、本発明の一実施例によるデュアルプレートタイプの有機電界発光素子のＴＦＴアレイ基板の製造工程を、工程順に示した概略的な断面図である。
図１１Ａに示したように、多数の画素領域Ｐが定義された第１基板１００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のうちから選択された１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行い、多結晶シリコン層を形成した後、パターンし、アクティブ層１０４を形成する。
前記アクティブ層１０４は、アクティブ領域１０４ａと、アクティブ領域１０４ａの両側を、各々ソース領域１０４ｂ、ドレイン領域１０４ｃとに定義する。
前記アクティブ層１０４が形成された第１基板１００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のうちから選択された１つで形成する。
前記第１アクティブ領域１０４ａの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全面に、３価または、５価の不純粋(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。
ゲート電極１０８が形成された基板１００全面に、第３絶縁膜である層間絶縁膜１１０を蒸着してパターンし、前記アクティブ領域１０４ａの両側に定義されたソース領域１０４ｂ、ドレイン領域１０４ｃ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、アルミニウム合金、銅Ｃｕ、タングステンＷ、タンタルＴａ、モリブデンＭｏを含む導電性金属のうちから選択された１つで形成して、層間絶縁膜１１０は、前述したゲート絶縁物質と同じ物質のうちのどちらかの１つから選択される。
図１１Ｂに示したように、前記層間絶縁膜１１０が形成された第１基板１００全面に、第２金属層を形成した後、パターンして、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。
前記ソース電極１１６及びドレイン電極１１８が形成された第１基板１００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１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１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。
前記保護膜１２０をパターンして、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。
図１１Ｃに示したように、前記保護膜１２０が形成された第１基板１００全面に、導電性金属を蒸着してパターンし、前記ドレイン電極１１８と接触する連結電極１２４を形成する。
(前述した工程の際、図示してはないが、前記駆動素子に連結されるスイッチング素子は、駆動素子と同じ工程により形成して、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行う。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において、図３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の際、前記ソース電極に連結されるデータ配線を形成する工程を行う。)
前述した図１１Ａないし図１１Ｃの工程を通じて、本発明による薄膜トランジスタアレイ部を形成することができる。
(前述した工程の際、図示してはないが、前記駆動素子に連結されるスイッチング素子は、駆動素子と同じ工程により形成して、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行う。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において、図３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の際、前記ソース電極に連結されるデータ配線を形成する工程を行う。)
前述した図１１Ａないし図１１Ｃの工程を通じて、本発明による薄膜トランジスタアレイ部を形成することができる。
以下、前記薄膜トランジスタアレイ部と合着される発光部の製造工程を説明する。
図１２Ａないし図１２Ｄは、本発明の一実施例によるデュアルプレートタイプの有機電界発光素子の発光部がある基板の製造工程を、工程順に示した概略的な断面図である。
図１２Ａに示したように、多数の画素領域Ｐが定義された第２基板２００上に、透明な第１電極２０２を形成する。例えば、前記第２基板２００は、透明な絶縁基板で構成されることができる。
例えば、前記第１電極２０２は、有機発光層(図示せず)に、ホールを注入する正孔注入電極であって、主に透明であり、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。
前記第１電極２０２の上部に、窒化シリコン(SｉNＸ)と酸化シリコン(SｉO２)を含む無機絶縁物質のうちから選択された１つを蒸着してパターンし、前記各画素領域Ｐ間に、遮断パターン２０４を形成する。
前記遮断パターン２０４は、以後に形成される第２電極(図示せず)が、 前記第１電極２０２との接触を防ぐための構成である。
図１２Ｂに示したように、前記画素領域Ｐの境界に対応して位置する遮断パターン２０４の上部に、離隔領域Ｋがある二重隔壁２０６を形成する。
前記図１０に示したように、前記二重隔壁２０６は、平面的に、前記画素領域Ｐに対応する部分を除去して格子形状に構成する。
図１２Ｃ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に対応して位置し、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの光を発光する有機発光層２０８を形成する。
この場合、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て、前記有機膜が多層で構成される場合には、発光層２０８ｂに正孔輸送層２０８ａと電子輸送層２０８ｃとをさらに構成する。
図１２Ｄに示したように、前記発光層２０８の上部に、第２電極２１０を蒸着する工程を行う。
この場合、前記隔壁２０６は、単面的に逆台形状であって、離隔領域Ｋがある二重隔壁で構成されるので、蒸着されるソースメタル(図示せず)と隔壁２０６が、垂直な方向に位置すると、隔壁の両側の表面には、金属層が蒸着できない構成である。
また、隔壁２０６が、ソースメタルから遠い距離に位置して、垂直な方向に金属が蒸着されないとしても、前記隔壁２０６間の離隔領域Ｋにより、金属は、隔壁を通じて分離されながら蒸着されることができる。
従って、接する画素間の第２電極２１０のショート不良は、発生しないで、前記第２電極２１０は、各画素領域Ｐごと独立的に形成される。
前記第２電極２１０を形成する物質は、アルミニウムＡｌ、カルシウムＣａ、マグネシウムＭｇのうちから選択された１つで形成したり、フッ化リチウム/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じて発光部が形成された別途の第２基板を形成することができる。
前述したように製作された薄膜トランジスタアレイ部と発光部が構成された基板を合着して、図６に示したように、本発明による上部発光型の有機電界発光素子を製作することができる。
図１３は、本発明の一実施例による二重隔壁のある有機電界発光素子の蒸着工程を示した概略的な断面図である。
図示したように、第２電極２１０は、ソースメタル２２０を利用する 蒸着工程により形成される。前記図７に比べて、第２電極２１０は、前記隔壁２０６により、各々の画素領域Ｐごとに分離されることができる。その理由は、前記隔壁２０６は、逆テーパー形状であって、接する隔壁２０６は、それらの間に、離隔領域Ｋを有するからである。
前記第２基板２００にあるＣ領域は、前記メタルソース２２０と直接的に向かい合わない。ところが、接する隔壁２０６間の間隔Ｋに基づき、 前記メタルソース２２０が前記Ｃ領域に重点を置いて蒸着されない。従って、各々の第２電極２１０は、ショートなしで画素領域Ｐに、独立的に形成される。図示してはないが、前記離隔領域Ｋの幅は、望ましくは、前記隔壁２０６の高さより小さい。
図１４は、本発明の一実施例によるデュアルプレートタイプの高分子電界発光素子を示した概略的な断面図であって、電気的連結構造を中心に概略的に示している。
図１４では、説明の便宜上、３つのサブピクセルが１つのピクセルを構成する構造を一例として示しており、薄膜トランジスタの構造及び電気的連結パターンの連結方式は、多様に変更される。
図示したように、画面を具現する最小単位であるサブピクセル単位で、第１基板３１０、第２基板３５０が、相互に一定間隔を維持して、向かい合うように配置されている。
前記第１基板３１０の内部面には、サブピクセル単位で形成された多数の薄膜トランジスタＴを含むアレイ素子層３４０が形成されており、アレイ素子層３４０の上部には、薄膜トランジスタＴに連結される連結電極３３０が形成されている。
前記連結電極３３０は、導電性物質から選択されて、前記連結電極３３０は、第２基板３５０に形成される高分子物質を利用した高分子電界発光ダイオードＤＥＬと接触できるほどの厚さでなければならないので、絶縁物質を含む多重層で形成されて、別途の連結電極を通じて駆動薄膜トランジスタに連結されることもできる。
また、前記薄膜トランジスタＴは、半導体層３１２、ゲート電極３１４、ソース電極３１６及びドレイン電極３１８とで構成されて、実質的に、前述した連結電極３３０は、ドレイン電極３１８に連結されている。
ここで、トップゲート方式のコプレーナ(coplanar)構造の薄膜トランジスタを例えているが、また他の実施例では、ボトムゲート方式の逆スタッガード構造の薄膜トランジスタを適用することができて、半導体層３１２は、非晶質シリコンまたは、多結晶 シリコンを使用する。
図示してはないが、アレイ素子層３４０は、ゲート配線、データ配線、電源配線、スイッチング薄膜トランジスタを含む。
前記第２基板３５０の内部全面には、第１電極３５２が形成されており、第１電極３５２の下部には、サブピクセル単位で、繰り返して配列され、各々赤色、緑色、青色を発光する赤色、緑色、青色の高分子電界発光層３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃが形成されており、前記高分子電界発光層３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃの下部には、サブピクセル単位で、第２電極３６２が形成されている。前記第１電極３５２及び第２電極３６２と、これらの間の高分子電界発光層３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃは、高分子電界発光ダイオードＤＥＬを構成して、第１電極３５２及び第２電極３６２に電圧が印加され、電流が流れると発光する。
この場合、前記高分子電界発光層３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃは、高分子物質を利用して形成されるので、熱的安定性が高くて、機械的強度が好ましいだけではなく、大画面での適用にも容易である。
このような高分子電界発光層３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃと第２電極３６２は、前記サブピクセル間の境界領域に形成される第１ネガティブ隔壁３５４ａ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂ、第１ポジティブ隔壁３５６ａ及び第２ポジティブ隔壁３５６ｂにより各サブピクセル別に分離される。
より詳しく説明すると、前記第１ネガティブ隔壁３５４ａ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂは、第２基板３５０に近い方から遠い方へと、その幅が広くなる逆テーパー形状である一方、第１ポジティブ隔壁３５６ａ及び第２ポジティブ隔壁３５６ｂは、第２基板３５０に近い方から遠い方へと、その幅が狭くなるテーパー形状である。すなわち、前記第１ネガティブ隔壁３５４ａ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂの側面が第２基板３５０と構成する角は、９０°より小さくて、各サブピクセル別に、第２電極３６２の分離ができて、前記第１ポジティブ隔壁３５６ａ及び第２ポジティブ隔壁３５６ｂの側面が、第２基板３５０と構成する角は、９０°より大きくて、各サブピクセルに、高分子電界発光層３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃが、一定の厚さで形成されて、各サブピクセル別に分離される。
一方、前記電気的連結パターン３３０の最上部面が、第２電極３６２の下部面に連結されて、駆動薄膜トランジスタＴＤから供給される電流が、電気的連結パターン３４２を通じて第２電極３６２に伝達される。
また、前記第１基板３１０、第２基板３５０の端側部には、シールパターン３７０が位置して、前記第１基板３１０、第２基板３５０を合着させている。
本実施例では、高分子電界発光ダイオードＤELの高分子電界発光層を、高分子物質を利用して形成するが、第１ネガティブ隔壁３５４ａ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂ、第１ポジティブ隔壁３５６ａ及び第２ポジティブ隔壁３５６ｂを利用して、前記高分子電界発光層がサブピクセル領域内で、均一に形成されて、隣接サブピクセル領域の高分子電界発光層と分離されるようにして、 高分子電界発光ダイオードＤELの第２電極も、隣接サブピクセル領域の第２電極と分離されることを特徴とする。
前記第１ネガティブ隔壁３５４ａ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂと第１ポジティブ隔壁３５６ａ及び第２ポジティブ隔壁３５６ｂは、隔壁３５５を構成する。
このような本発明によるデュアルプレートタイプの高分子電界発光素子は、図面上の発光の方向のように、上部発光方式であるため、薄膜トランジスタの設計に好ましくて、高開口率/高解像度の具現ができる長所がある。
図１５は、本発明の一実施例によるデュアルプレートタイプの高分子電界発光素子に使用されるネガティブ隔壁及びポジティブ隔壁の役割を示した概略的な断面図である。
図１５に示したように、基板４５０の上部には、全面に掛けて第１電極４５２が形成されており、第１電極４５２の上部のサブピクセルの境界には、相互に離隔されている第１ネガティブ隔壁４５４ａ及び第２ネガティブ隔壁４５４ｂと、各々第１ネガティブ隔壁４５４ａ及び第２ネガティブ隔壁４５４ｂの側面に接する第１ポジティブ隔壁４５６ａ及び第２ポジティブ隔壁４５６ｂとが形成されている。
第１ネガティブ隔壁４５４ａ及び第２ネガティブ隔壁４５４ｂの形態は、基板４５０に近い方から遠い方へと、その幅が広くなるテーパー形状、すなわち、上広下狭構造の逆台形状である。言い換えれば、基板４５０と第１ネガティブ隔壁４５４ａ及び第２ネガティブ隔壁４５４ｂ各々の外側面が構成する角が、９０°より小さく形成される。
一方、第１ポジティブ隔壁４５６ａ及び第２ポジティブ隔壁４５６ｂは、これとは逆の形態である。すなわち、基板４５０に近い方から遠い方へと、その幅が狭くなるテーパー形状、上狭下広構造の台形状である。言い換えれば、基板４５０と第１ポジティブ隔壁４５６ａ及び第２ポジティブ隔壁４５６ｂ各々の外側面が構成する角が９０°より大きく形成される。
このような第１ポジティブ隔壁４５６ａ及び第２ポジティブ隔壁４５６ｂは、第１ネガティブ隔壁４５４ａ及び第２ネガティブ隔壁４５４ｂのサブピクセルに隣接した側面に接して形成される。
第１ネガティブ隔壁４５４ａ及び第２ネガティブ隔壁４５４ｂと第１ポジティブ隔壁４５６ａ及び第２ポジティブ隔壁４５６ｂを形成した後、高分子物質を塗布して、高分子電界発光層４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃを形成するが、この時、高分子電界発光層４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃは、第１ポジティブ隔壁４５６ａ及び第２ポジティブ隔壁４５６ｂと接して形成されるので、隔壁の下部に、高分子物質の傾き現象は発生しなくて、これにより、高分子電界発光層４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃは、サブピクセル全体的に、均一に形成される。
高分子電界発光層４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃを形成した後、その上部に第２電極４６２ａ、４６２ｂ、４６２ｃを形成するが、この時、第１ネガティブ隔壁４５４ａ及び第２ネガティブ隔壁４５４ｂが、相互に離隔されており、向かい合う第１ネガティブ隔壁４５４ａ及び第２ネガティブ隔壁４５４ｂの側面は、基板４５０と構成する角が９０°より大きいので、第２電極４６２ａ、４６２ｂ、４６２ｃは、各サブピクセル別に、自動的に分離される。
従って、高分子物質を使用する場合にも、第１ネガティブ隔壁４５４ａ及び第２ネガティブ隔壁４５４ｂ、第１ポジティブ隔壁４５６ａ及び第２ポジティブ隔壁４５６ｂを利用して、高分子電界発光層４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃと第２電極４６２ａ、４６２ｂ、４６２ｃを、正常的に分離することができる。
図１６Ａないし図１６Ｄは、本発明の一実施例によるデュアルプレートタイプの高分子電界発光素子の発光部がある基板の製造工程を、工程順に示した概略的な断面図であって、図１７Ａ及び図１７Ｂは、本発明の一実施例によるデュアルプレートタイプの高分子電界発光素子のＴＦＴアレイ基板(第２基板)の製造工程を、工程順に示した概略的な断面図である。
図１６Ａに示したように、第１基板３５０の上部のディスプレー領域全面に、第１電極３５２を形成して、前記第１電極３５２の上部のサブピクセル間の境界領域に、第１ネガティブ隔壁３５４ａ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂを形成する。第１ネガティブ隔壁３５４ａ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂは、相互に一定間隔離隔されており、各々は、第１基板３５０に近い方から遠い方へと、その幅が広くなるテーパー形状、すなわち、上広下狭構造の逆台形状である。この時、第１基板３５０と第１ネガティブ隔壁３５４ａ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂ各々の外側面が構成する角は、９０°より小さい値を有する。
図１６Ｂに示したように、第１ネガティブ隔壁３５４ａ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂのサブピクセルに隣接した側面に接して、第１ポジティブ隔壁３５６ａ及び第２ポジティブ隔壁３５６ｂを形成する。
第１ポジティブ隔壁３５６ａ及び第２ポジティブ隔壁３５６ｂは、第１ネガティブ隔壁３５４ａ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂとは逆の形態である。すなわち、第１基板３５０に近い方から遠い方へと、その幅が狭くなるテーパー形状、上狭下広構造の台形状であって、この時、第１基板３５０と第１ポジティブ隔壁３５６ａ及び第２ポジティブネガティブ隔壁３５６ｂ各々の外側面が構成する角が９０°より大きい値を有する。
結論的に、相互に接する第１ポジティブ隔壁３５６ａ及び第１ネガティブ隔壁３５４ａを１つの第１隔壁３５８ａに、相互に接する第２ポジティブ隔壁３５６ｂ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂを１つの第２隔壁３５８ｂだとした場合、第１隔壁３５８ａ及び第２隔壁３５８ｂは、相互に一定間隔離隔され、第１電極３５２の上部のサブピクセル間の境界領域に形成されて、第１隔壁３５８ａ及び第２隔壁３５８ｂ各々は、相互を向いて傾いている、向かい合う平行四辺形状である。すなわち、第１隔壁３５８ａ及び第２隔壁３５８ｂ各々のサブピクセルに隣接した外側面ｓ１が、第１基板３５０と構成する角θ４は、９０°より大きい値を有して、第１隔壁３５８ａ及び第２隔壁３５８ｂ各々の、相互に向かい合う外側面ｓ２が、第１基板３５０と構成する角θ５は、９０°より小さい値を有する。
言い換えれば、前記第１隔壁３５８ａ及び第２隔壁３５８ｂは、実質的に、平行なネガティブ傾斜面及びポジティブ傾斜面を、各々有することを特徴とする。
このような隔壁等は、感光性有機物質を利用するフォトエッチング工程を通じて形成することができて、その材料により外側面が基板と構成する角が、異なる値を有することができる。
図１６Ｃに示したように、スピンコーティング方法等により、高分子物質を塗布して、第１電極３５２の上部のサブピクセル領域に高分子電界発光層３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃを形成する。
この場合、高分子電界発光層３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃは、第１ポジティブ隔壁３５６ａ及び第２ポジティブ隔壁３５６ｂと接して形成されるので、隔壁の下部に、高分子物質の傾き現象は発生しなくて、サブピクセル全体的に、均一に形成される。すなわち、高分子電界発光層３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃは、第１基板３５０と構成する角が、９０°より大きい、第１隔壁３５８ａ及び第２隔壁３５８ｂ各々のサブピクセルに隣接した外側面ｓ１に接して形成されるので、サブピクセル内で、均一な厚さを有する。
図１６Ｄに示したように、導電性物質を利用した蒸着等の方法により、高分子電界発光層３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃの上部のサブピクセル別に、第２電極３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃを形成する。
第１ネガティブ隔壁３５４ａ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂが、相互に離隔されており、第１ネガティブ隔壁３５４ａ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂの外側面が基板３５０と構成する角は、９０°より大きいので、第２電極３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃは、別途の工程なしに、各サブピクセル別に、自動的に分離される。すなわち、第１隔壁３５８ａ及び第２隔壁３５８ｂは、相互に一定間隔離隔されており、第１隔壁３５８ａ及び第２隔壁３５８ｂ各々の、相互に向かい合う外側面ｓ２が、第１基板３５０と構成する角は、９０°より小さいので、第２電極用導電性物質は、第１隔壁３５８ａ及び第２隔壁３５８ｂ間の離隔領域Ｋにより分離されて、これにより、第２電極３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃは、別途の工程なしに、各サブピクセル別に、自動的に分離される。
従って、高分子物質を使用する場合にも、第１ネガティブ隔壁３５４ａ及び第２ネガティブ隔壁３５４ｂと第１ポジティブ隔壁３５６ａ及び第２ポジティブ隔壁３５６ｂを利用して、すなわち、第１隔壁３５８ａ及び第２隔壁３５８ｂを利用して、高分子電界発光層３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃと第２電極３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃを、正常的に分離形成することができる。
図１７Ａに示したように、第２基板３１０の上部に、半導体層３１２、ゲート電極３１４、ソース電極３１６及びドレイン電極３１８を含む薄膜トランジスタＴを形成する。説明の便宜上、トップゲート方式のコプレーナ構造の薄膜トランジスタを示したが、また他の実施例では、ボトムゲート方式の逆スタッガード構造の薄膜トランジスタを適用することができて、半導体層は、非晶質シリコンまたは、多結晶 シリコンを使用する。
図示してはないが、第２基板３１０の上部に、ゲート配線、ゲート配線と交差して、相互に離隔されたデータ配線及び電源配線、スイッチング薄膜トランジスタを形成することができる。この時、スイッチング薄膜トランジスタは、ゲート配線及びデータ配線に連結されて、図１０Ａの薄膜トランジスタは、スイッチング薄膜トランジスタ及び電源配線に連結される駆動薄膜トランジスタである。
図１７Ｂに示したように、薄膜トランジスタの上部に保護膜３２０を形成して、保護膜３２０の上部に、電気的連結パターン３３０を形成する。導電性物質で構成された電気的連結パターン３３０は、薄膜トランジスタＴのドレイン電極３１８に連結される。
前述したように、第１基板３５０及び第２基板３１０を形成した後、第１基板３５０及び第２基板３１０間の、基板の端側にシールパターンを形成して、第１基板３５０及び第２基板３１０を合着すると、第２基板３１０上の電気的連結パターン３３０は、第１基板３５０上の第２電極３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃと接触するようになり、高分子電界発光素子ＰＬＥＤが完成される。
説明の便宜上、アレイ素子と有機電界発光ダイオードを、相互に異なる基板上に形成するデュアルプレートタイプの有機電界発光素子を、本発明の実施例として例えたが、本発明による第１隔壁及び第２隔壁は、アレイ素子と有機電界発光ダイオードが、同じ基板に形成される、一般的な有機電界発光素子にも適用することができる。
本発明による有機電界発光素子及びその製造方法は、前記実施例等に限らず、本発明の趣旨に反しない範囲内で、本発明が属する技術分野で、通常の知識を有する者により、多様な変化と変形ができることは言うまでもなく、このような変化と変形が、本発明属することは、添付された請求範囲を通じて知ることができる。
１００：第１基板
１２４：連結電極
２００：第２基板
２０２：第１電極
２０４：遮断パターン
２０６：二重隔壁
２０８：発光層
２１０：第２電極
１２４：連結電極
２００：第２基板
２０２：第１電極
２０４：遮断パターン
２０６：二重隔壁
２０８：発光層
２１０：第２電極
Claims (42)
- 相互に向かい合うように離隔されて位置して、画素領域を含む第１基板及び第２基板と；
前記第１基板の内部面に形成されたゲート配線と；
前記ゲート配線と交差するデータ配線と；
前記ゲート配線及びデータ配線に連結されるスイッチング薄膜トランジスタと；
前記スイッチング薄膜トランジスタに連結される駆動薄膜トランジスタと；
前記駆動薄膜トランジスタに連結された電源配線と；
前記第２基板の内部面に形成された第１電極と；
前記第１電極の画素領域の境界部領域に位置して、相互に離隔されるように位置する第１隔壁及び第２隔壁と；
前記第１電極上の画素領域に形成された有機発光層と；
前記有機発光層上の画素領域に形成された第２電極と；
前記第１基板及び第２基板を電気的に連結させる連結電極を含む有機電界発光素子。 - 前記第１隔壁及び第２隔壁は、実質的に、平行なネガティブ傾斜面及びポジティブ傾斜面を各々有す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。
- 前記有機発光層は、高分子物質で構成され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。
- 前記画素領域に隣接した第１隔壁及び第２隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より大きい角を、各々構成す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。
- 相互に向かい合う前記第１隔壁及び第２隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より小さい角を、各々構成する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隔壁は、第１ポジティブ隔壁及び第１ネガティブ隔壁を有し、第２隔壁は、第２ポジティブ隔壁及び第２ネガティブ隔壁を有す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ネガティブ隔壁、第２ネガティブ隔壁は、相互に離隔されるように位置して、前記第１ネガティブ隔壁、第２ネガティブ隔壁各々は、前記第１ネガティブ隔壁及び第２ネガティブ隔壁の幅が、前記第２基板と垂直な方向に、徐々に増加して、前記ネガティブ隔壁のうち、前記第２基板に隣接したネガティブ隔壁が、最も狭い幅の逆台形状である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１ネガティブ隔壁及び第２ネガティブ隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より小さい角を、各々構成す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。
- 第１ポジティブ隔壁及び第２ポジティブ隔壁は、前記第１ネガティブ隔壁及び第２ネガティブ隔壁と接触して、前記第１ポジティブ隔壁及び第２ポジティブ隔壁各々は、前記第１ポジティブ隔壁及び第２ポジティブ隔壁の幅が、前記第２基板と 垂直な方向に、徐々に減少して、前記ポジティブ隔壁のうち、前記第２基板に隣接したポジティブ隔壁が、最も広い幅のテーパー状である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１ポジティブ隔壁及び第２ポジティブ隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より大きい角を、各々構成することを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
- 前記第１電極は、正孔注入電極として作用す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２電極は、電子注入電極として作用す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とインジウム−ジンク−オキサイドＩＺＯのうちの１つを含むことを特徴とする請求項１１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のうちの１つを含むことを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光素子。
- 前記スイッチング薄膜トランジスタは、
前記ゲート配線に連結されるスイッチングゲート電極と；
前記データ配線に連結されるスイッチングソース電極と；
前記スイッチングソース電極と一定間隔離隔されるスイッチングドレイン電極とで構成されて、
前記駆動薄膜トランジスタは、
前記スイッチングゲート電極に連結される駆動ゲート電極と；
前記電源配線に連結される駆動ソース電極と；
前記連結電極に連結される駆動ドレイン電極を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。 - 前記電源配線は、前記ゲート配線と交差されて、前記データ配線と一定間隔離隔されるように位置す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。
- 前記連結電極は、前記駆動薄膜トランジスタ及び前記第２電極に連結され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。
- 前記連結電極は、前記第２電極と同じ物質で構成されることを特徴とする請求項１７に記載の有機電界発光素子。
- 前記有機発光層は、正孔輸送層、発光層、電子輸送層とを含み、前記正孔輸送層は、正孔注入電極から前記発光層に正孔を供給して、前記電子輸送層は、電子注入電極から前記発光層に電子を供給す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、第２電極間には、前記画素領域の境界部に遮断パターンをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 画素領域を含む第１基板上に、ゲート配線を形成する段階と；
前記ゲート配線と交差されるデータ配線を形成する段階と；
前記ゲート配線及びデータ配線の交差部に、スイッチング薄膜トランジスタを形成する段階と；
前記スイッチング薄膜トランジスタに連結される駆動薄膜トランジスタを形成する段階と；
前記駆動薄膜トランジスタに連結された電源配線を形成する段階と；
前記画素領域に対応する画素領域がある第２基板上に、第１電極を形成する段階と；
前記画素領域の境界部に位置して、相互に離隔されるように位置する第１隔壁及び第２隔壁を形成する段階と；
前記第１電極上の画素領域に、有機発光層を形成する段階と；
前記有機発光層の上部の画素領域に、第２電極を形成する段階と；
前記第１基板と第２基板を電気的に連結させる連結電極を形成する段階と；
前記第１基板と第２基板を合着する段階を含む有機電界発光素子の製造方法。 - 前記第１隔壁及び第２隔壁は、実質的に、平行なネガティブ傾斜面及びポジティブ傾斜面を各々有することを特徴とする請求項２１に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記有機発光層は、高分子物質のコーティングにより形成されることを特徴とする請求項２１に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記画素領域に隣接した第１隔壁及び第２隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より大きい角を、各々構成することを特徴とする請求項２１に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 相互に向かい合う前記第１隔壁及び第２隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より小さい角を、各々構成することを特徴とする請求項２４に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第１隔壁及び第２隔壁を形成する段階は、相互に離隔されるように位置する第１ネガティブ隔壁、第２ネガティブ隔壁を形成する段階と；
前記第１ネガティブ隔壁及び第２ネガティブ隔壁に隣接した外部面と接触する第１ポジティブ隔壁及び第２ポジティブ隔壁を形成する段階を含み、前記第１ネガティブ隔壁及び第２ネガティブ隔壁の幅は、前記第２基板と垂直な方向に、徐々に増加して、前記ネガティブ隔壁のうち、前記第２基板に隣接したネガティブ隔壁が、最も狭い幅の逆台形状であることを特徴とする。また、前記第１ポジティブ隔壁及び第２ポジティブ隔壁の幅は、前記第２基板と垂直な方向に、徐々に減少して、前記ポジティブ隔壁のうち、前記第２基板に隣接したポジティブ隔壁が、最も広い幅のテーパー状であることを特徴とすることを特徴とする請求項２１に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記第１ネガティブ隔壁及び第２ネガティブ隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より小さい角を、各々構成することを特徴とする請求項２６に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第１ポジティブ隔壁及び第２ポジティブ隔壁の外側面は、前記第２基板に対して、約９０°より大きい角を、各々構成することを特徴とする請求項２６に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第１電極は、正孔注入電極で作用することを特徴とする請求項２１に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第２電極は、電子注入電極で作用することを特徴とする請求項２１に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第１電極は、インジウム−スズ−オキサイドＩＴＯとインジウム−ジンク−オキサイドＩＺＯのうちの１つを含むことを特徴とする請求項２９に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 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のうちの１つを含むことを特徴とする請求項３０に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記スイッチング薄膜トランジスタは、
前記ゲート配線に連結されるスイッチングゲート電極と；
前記データ配線に連結されるスイッチングソース電極と；
前記スイッチングソース電極と一定間隔離隔されるスイッチングドレイン電極とで構成されて、
前記駆動薄膜トランジスタは、
前記スイッチングゲート電極に連結される駆動ゲート電極と；
前記電源配線に連結される駆動ソース電極と；
前記連結電極に連結される駆動ドレイン電極を含むことを特徴とする請求項２１に記載の有機電界発光素子の製造方法。 - 前記電源配線は、前記ゲート配線と交差されて、前記データ配線と一定間隔離隔されるように位置することを特徴とする請求項２１に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記連結電極は、前記駆動薄膜トランジスタ及び前記第２電極に連結されることを特徴とする請求項２１に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記連結電極は、前記第２電極と同じ物質で構成されることを特徴とする請求項３５に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記有機発光層は、正孔輸送層、発光層、電子輸送層とを含み、前記正孔輸送層は、正孔注入電極から前記発光層に正孔を供給して、前記電子輸送層は、電子注入電極から前記発光層に電子を供給することを特徴とする請求項２１に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第１電極と前記第１隔壁、第２隔壁間の画素領域の境界部に遮断パターンを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 画素領域を含む第１基板と；
前記基板の内部面に形成された第１電極と；
前記第１電極の画素領域の境界部領域に位置して、相互に離隔されるように位置する第１隔壁、第２隔壁と；
前記第１電極上の画素領域に形成された有機発光層と；
前記有機発光層上の画素領域に形成された第２電極を含む有機電界発光素子用基板。 - 前記第１隔壁及び第２隔壁は、実質的に、平行なネガティブ傾斜面及びポジティブ傾斜面を各々有することを特徴とする請求項３９に記載の有機電界発光素子用基板。
- 画素領域を含む第１基板上に、第１電極を形成する段階と；
前記第１電極の画素領域の境界部領域に位置して、相互に離隔されるように位置する第１隔壁及び第２隔壁を形成する段階と；
前記第１電極上の画素領域に有機発光層を形成する段階と；
前記有機発光層上の画素領域に第２電極を形成する段階を含む有機電界発光素子用基板の製造方法。 - 前記第１隔壁及び第２隔壁は、実質的に、平行なネガティブ傾斜面及びポジティブ傾斜面を各々有することを特徴とする請求項４１に記載の有機電界発光素子用基板の製造方法。
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