JP2004111369A - 有機電界発光表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有機電界発光表示装置とその製造方法を提供する。
【解決手段】基板１００と、前記基板１００上に形成された少なくとも１つの薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを埋め込む少なくとも１つの絶縁層１２３，１２５，１２９と、前記絶縁層１２３，１２５，１２９の上面に所定のパターンで形成され、前記薄膜トランジスタによって選択的に電圧が印加される第１電極１１２と、前記第１電極１１２と絶縁されるように形成されるバス電極１５０と、前記第１電極１１２とバス電極１５０とが露出されるように開口部が形成された絶縁性平坦化膜１３０と、前記第１電極１１２の上面に形成された有機膜１６０と、前記有機膜１６０と平坦化膜１３０の上面に形成され、前記バス電極１５０と電気的に連結される第２電極１７０を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置とその製造方法。
【選択図】図１

Description

　本発明は有機電界発光表示装置及びその製造方法に係り、より詳しくは、電極の構造が改善された有機電界発光表示装置及びその製造方法に関する。

　通常、有機電界発光表示装置は、蛍光性有機化合物を電気的に励起させて発光する自発光型ディスプレーであって低い電圧で駆動可能であり、薄型化が容易で視野角が広くて応答速度が速い等、液晶表示装置において問題点として指摘された欠点が解決できる次世代ディスプレーとして注目されている。

　かかる有機電界発光表示装置はガラスやその他の透明基板に所定パターンの有機膜が形成されてその有機膜の上下部には電極層が形成される。

　前記のように構成された有機電界発光表示装置は、電極に正極及び負極電圧が印加されるにつれて正極電圧が印加された電極から注入された正孔が正孔輸送層を経由して発光層に移動し、電子は負極電圧が印加された電極から電子輸送層を経由して発光層に注入される。その発光層で電子と正孔が再結合して励起子を生成し、その励起子が励起状態から基底状態に変化するにつれて、発光層の蛍光性分子が発光することによって画像が形成される。

　前述したように駆動される有機電界発光表示装置の光効率は内部効率と外部効率とに分けられるが、前記内部効率は有機発光物質の光電変換効率に依存して光取り出し効率とも言われ、前記外部効率は有機電界発光表示装置を構成する各層の屈折率に起因する。その中、外部効率である光取り出し効率は有機電界発光表示装置の場合が陰極線管やＰＤＰ等の他の表示装置に比べて低い方であるが、これによって輝度、寿命等の表示装置の特性面で改善の余地が多い。

　一方、前記のように構成された有機電界発光表示装置は、パネルが大型化するにつれて電極のライン抵抗が大きくなり、これによって形成された画像の輝度が不均一になる要因となる。特に、有機電界発光表示装置が薄膜トランジスタによって駆動される場合、カソードライン抵抗が大きくなって前述したような問題点を引き起こす。

　従来、有機電界発光表示装置の一例が特開昭６２−１７２６９１号公報、特開昭６３−１７２６９１号公報、特開平１−２２０３９４号公報および特開平１１−２８３７５１号公報に開示されている。開示された有機電界発光表示装置は、カソードラインのライン抵抗を減らすための手段が備えられていないので、ライン抵抗による画像の輝度が不均一になる問題点がある。
特開昭６２−１７２６９１号公報 特開昭６３−１７２６９１号公報 特開平１−２２０３９４号公報 特開平１１−２８３７５１号公報

　本発明が解決しようとする技術的な課題は、電極のライン抵抗を減らし、その抵抗によって画像の輝度が不均一になることが防止できる有機電界発光表示装置を提供するところにその目的がある。

　本発明が解決しようとする他の技術的な課題は、カソード電極のライン抵抗を減らすためのバス電極を形成することによってコストを節減でき、バス電極の形成による構造を単純化させうる有機電界発光表示装置を提供するところにある。

　前記目的を達成するための本発明の有機電界発光表示装置は、基板と、前記基板上に形成された少なくとも１つの薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを埋め込む少なくとも１つの絶縁層と、前記絶縁層の上面に所定のパターンで形成され、前記薄膜トランジスタによって選択的に電圧が印加される（薄膜トランジスタが第１電極をオン／オフさせる）第１電極と、前記第１電極と絶縁されるように形成されるバス電極と、前記第１電極とバス電極が露出されるように開口部が形成された絶縁性平坦化膜と、前記第１電極の上面に形成された有機膜と、前記有機膜と平坦化膜と上面に形成され、前記バス電極と電気的に連結される第２電極とを含むことを特徴とする。かかる本発明において、前記第２電極が透明な材料よりなりうる。これによって、全面発光構造に適用時、その効果が一段と優れるようになる。前記第１電極とバス電極とは同じ材質よりなることができ、前記第１電極とバス電極とは金属よりなりうる。また、前記バス電極は前記絶縁層の上面に形成されたものでもあり、前記有機膜から発光された光は前記第２電極の方に取り出されうる。

　本発明はまた前述した目的を達成するために、基板上に少なくとも１つの薄膜トランジスタを形成する段階と、前記薄膜トランジスタの上面に少なくとも１つの絶縁層を形成する段階と、前記絶縁層の上面に前記薄膜トランジスタによって選択的に電位が印加される第１電極と、前記第１電極と電気的に絶縁されたバス電極を形成する段階と、前記絶縁層の上面に前記第１電極とバス電極とが対応される部位に開口部が形成された平坦化膜を形成する段階と、前記第１電極層の上面に有機膜を形成する段階と、前記平坦化膜の上面と選択された有機膜の上面に前記バス電極と電気的に連結される第２電極を形成する段階とを含むことを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法を提供する。

　以上述べたように行われた本発明の有機電界発光表示装置及びその製造方法は、第２電極と電気的に連結されるバス電極を第１電極部が形成された絶縁層の上面に形成することによって、有機電界発光表示装置が大型化されることによるライン抵抗を減らして輝度の均一化を図る。　
　本発明は図面に示した一実施例を参考として説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び実施例の変形できることが理解できるであろう。従って、本発明の真の技術的な保護範囲は特許請求の範囲の技術的な思想によって定められねばならない。

　以下、添付した図面に基づき、本発明を詳しく説明する。図１には、本発明による有機電界発光表示装置であってＡＭ駆動方式の有機電界発光表示装置（ＡＭＯＬＥＤ：Ａｃｔｉｖｅ　Ｍａｔｒｉｘ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｓｐｌａｙ）の一実施例を示す。　
　図面を参照すれば、有機電界発光表示装置は透明な基板１００の上面にはバッファ層１１１が形成され、このバッファ層１１１の上面にそれぞれの画素とこの形成のための第１電極１１２とを有する画素形成部１１０と、薄膜トランジスタＴＦＴとキャパシタなどによって画素領域の電極を駆動させる駆動部１２０とに大別される。

　前記駆動部１２０は前記基板１００の上部に形成されたバッファ層１１１と、前記バッファ層１１１の上面に薄膜トランジスタＴＦＴとキャパシタとを含む。　
　かかる薄膜トランジスタは前記バッファ層１１１の上面に所定のパターンに配列されたｐ型またはｎ型の半導体層１２２と、この半導体層１２２を埋め込むゲート絶縁層である第１絶縁層１２３と、前記第１絶縁層１２３の上面に設置されて前記半導体層１２２と対応されるゲート電極層１２４と、これを埋め込む第２絶縁層１２５と、前記第２絶縁層１２５と第１絶縁層１２３とに形成されたコンタクトホール１２６ａ、１２７ａを通じて前記半導体層１２２の両側にそれぞれが連結され、前記第２絶縁層１２５の上部に形成されたドレーン電極１２６及びソース電極１２７より具備される。そして、前記キャパシタ１２８は前記ソース電極１２７と連結され、前記第２絶縁層１２５の上面に形成された第１補助電極１２８ｂと、この第１補助電極１２８ｂと対向されて前記第２絶縁層１２５に埋め込まれる第２補助電極１２８ａとにより具備される。そして、前記第２絶縁層１２５の上面には前記ドレーン電極１２６とソース電極１２７を埋め込む第３絶縁層１２９が形成される。ここで、前記第１、２、３絶縁層１２３、１２５、１２９は薄膜トランジスタの形成状態によって多様に変形可能であり、その数を減らせて透明な材質よりなりうる。

　一方、前記画素形成部１１０は図１に示したように透明基板１００に積層された第３絶縁層１２９の上面に形成され、前記ドレーン電極１２６と電気的に連結される第１電極１１２を含む。そして、前記第３絶縁層１２９の上面には前記第１電極１１２と電気的に絶縁されて所定のパターンを有するバス電極１５０が形成される。

　そして、前記第１電極１１２とバス電極１５０とが形成された第３絶縁層１２９の上面には前記第１電極１１２を露出させる第１開口部１３１とバス電極１５０の一部とを露出させる第２開口部１３２とが形成された平坦化膜１３０、すなわち、第４絶縁層が形成される。そして、前記第１開口部１３１によって露出された第１電極１１２の上面には有機膜１６０が形成され、この有機膜１６０と前記平坦化膜１３０との上面には第２電極１７０が形成されるが、この第２電極１７０はバス電極１５０と電気的に連結される。ここで、前記第１電極１１２とバス電極１５０とは同じ材質よりなりうるが、ＩＴＯのような透明導電材や金属よりなりうる。前記バス電極１５０は第２電極１７０のライン抵抗を減らせるように所定のパターンで形成するのが望ましい。そして、前記第２電極１７０は前記有機膜１６０から発光された光が第２電極１７０の方向に取り出される全面発光型である場合、透明素材で形成されるのが望ましい。

　前述したように構成された本発明による有機電界発光表示装置は、前記駆動部１２０の薄膜トランジスタによって第１電極１１２に所定の電圧が印加されると共に、第２電極１７０に電圧が印加されれば、第１電極１１２から注入された正孔が有機膜をなす正孔輸送層を経由して発光層に移動し、電子は第２電極１７０から電子輸送層を経由して発光層に注入される。この発光層で電子と正孔とが再結合して励起子を生成し、この励起子が励起状態で基底状態に変化されることによって、発光層の蛍光性分子が発光する。この時、発生された光は前面（第２電極が透明な材質よりなる場合）または背面を経由して取り出される。

　この過程で、前記第２電極１７０は所定パターンよりなるバス電極１５０と電気的に連結されているので、第２電極１７０を流れる電流と電圧との降下が防止できる。かかる電流と電荷との降下防止は、第１、２電極１１２、１７０の間に位置される各有機膜１６０を励起させるための電流及び電圧を一定にでき、画像の各領域での輝度が不均一になることを根本的に防止できる。

　図２ないし図７には、前述したように構成された本発明による有機電界発光表示装置の製造方法の一実施例を示す。図面を参照すれば、有機電界発光表示装置の製造方法は基板１００の上面にバッファ層１１１を形成する段階と、前記バッファ層１１１の上面に薄膜トランジスタ層２００を形成する段階を遂行する（図２及び図３参照）。

　前記薄膜トランジスタ層２００の形成は通常の方法によって形成できるので詳しく説明しない。前記薄膜トランジスタ層２００の形成が完了すれば、薄膜トランジスタ層２００の上面に第３絶縁層１２９を形成する段階を行い、この第３絶縁層１２９の上面に薄膜トランジスタ層２００によって選択的に電位が印加される（薄膜トランジスタが第１電極をオン／オフさせる）第１電極層１１２と、前記第１電極層１１２と電気的に絶縁されたバス電極層１５０とを形成する段階を遂行する。

　前記第１電極層１１２及びバス電極層１５０を形成する段階は前記第３絶縁層１２９の上面に第１電極１１２のパターンと、バス電極１５０のパターンが形成された蒸着マスク（図示せず）を前記第３絶縁層１２９に密着させた後、第１電極１１２とバス電極１５０とを形成するための材料を蒸着させて第１電極１１２とバス電極１５０とを形成する（図４参照）。ここで、前記第１電極１１２とバス電極１５０とをなす材料は同一なので同時に蒸着できる。前記第１電極１１２とバス電極１５０との形成は前述した実施例によって限定されず、第３絶縁層１２９の上面に第１電極１１２とバス電極層１５０とを同時に形成できる方法ならば何れでも可能である。

　前記第３絶縁層１２９の上面には図５及び図６に図示されたように前記第１電極１１２とバス電極１５０と対応される部位にそれぞれ第１、２開口部１３１、１３２が形成された平坦化膜１３０を形成する段階を行い、前記第１電極１１２の上面に有機膜１６０を形成する段階を遂行する。そして図７に図示されたように、前記平坦化膜１３０の上面と選択された有機膜１６０の上面に前記バス電極１５０と電気的に連結される第２電極１７０とを形成する段階を遂行する。前記第２電極１７０は第１、２開口部１３１、１３２が形成された絶縁層の上面に第２電極のパターンが形成されたマスクを密着させた後、蒸着して行われる。

本発明による有機電界発光表示装置の断面図である。 本発明による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。

符号の説明

　１００　基板
　１１０　画素形成部
　１１１　バッファ層
　１１２　第１電極
　１２０　駆動部
　１２２　半導体層
　１２３　第１絶縁層
　１２４　ゲート電極層
　１２５　第２絶縁層
　１２６　トレンチ電極
　１２６ａ、１２７ａ　コンタクトホール
　１２７　ソース電極
　１２８　キャパシタ
　１２８ａ　第２補助電極
　１２８ｂ　第１補助電極
　１２９　第３絶縁層
　１３０　平坦化膜
　１３１　第１開口部
　１３２　第２開口部
　１５０　バス電極
　１６０　有機膜
　１７０　第２電極

Claims (7)

1. 　基板と、
   　前記基板上に形成された少なくとも１つの薄膜トランジスタと、
   　前記薄膜トランジスタを埋め込む少なくとも１つの絶縁層と、
   　前記絶縁層の上面に所定のパターンで形成し、前記薄膜トランジスタによって選択的に電圧が印加される第１電極と、
   　前記第１電極と絶縁されるように形成されるバス電極と、
   　前記第１電極とバス電極が露出されるように開口部が形成された絶縁性平坦化膜と、
   　前記第１電極の上面に形成された有機膜と、
   　前記有機膜と平坦化膜の上面に形成され、前記バス電極と電気的に連結される第２電極と、
   　を有することを特徴とする有機電界発光表示装置。
2. 　前記第２電極が透明な材料よりなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
3. 　前記第１電極とバス電極とは同じ材質よりなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
4. 　前記第１電極とバス電極とは金属よりなることを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光表示装置。
5. 　前記バス電極は前記絶縁層の上面に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表示装置。
6. 　前記有機膜から発光された光は前記第２電極の方向に取り出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表示装置。
7. 　基板上に少なくとも１つの薄膜トランジスタを形成する段階と、
   　前記薄膜トランジスタの上面に少なくとも１つの絶縁層を形成する段階と、
   　前記絶縁層の上面に前記薄膜トランジスタによって選択的に電位が印加される第１電極および前記第１電極と電気的に絶縁されたバス電極を形成する段階と、
   　前記絶縁層の上面に前記第１電極とバス電極とが対応される部位に開口部が形成された平坦化膜を形成する段階と、
   　前記第１電極の上面に有機膜を形成する段階と、
   　前記平坦化膜の上面と選択された有機膜の上面とに前記バス電極と電気的に連結される第２電極とを形成する段階と、
   　を有することを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法。

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