JP2008258135A - 有機電界発光表示装置及びその製造方法 - Google Patents

有機電界発光表示装置及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】キャパシタの下部電極及びアノード電極のうち少なくともいずれか１つにＲＧＢ画素を区分することができる区分パターンを形成することで、有機電界発光表示装置の製造工程の不良の原因分析時に不良の原因を正確に判断できるようにする。
【解決手段】基板と、基板に形成されるアクティブ層と、アクティブ層に形成されるゲート絶縁膜と、アクティブ層に対応するゲート絶縁膜に形成されるゲート電極と、ゲート電極に形成される層間絶縁膜と、層間絶縁膜に形成されてアクティブ層と電気的に連結されるソースドレイン電極と、ソースドレイン電極に形成される絶縁膜と、絶縁膜に形成されてソースドレイン電極と電気的に連結される有機電界発光素子とを含み、アクティブ層または有機電界発光素子にＲＧＢを区分することができる区分パターンを形成する有機電界発光表示装置を開示する。
【選択図】図４

Description

本発明は、有機電界発光表示装置及びその製造方法に関し、より詳しくは、キャパシタ下部電極及びアノード電極のうち少なくともいずれか１つにＲＧＢ画素を区分することができる区分パターンを形成することで、ＲＧＢ画素の位置が区分できるようにし、これによって有機電界発光表示装置の製造工程の不良の原因分析時に不良の原因を正確に判断することができる有機電界発光表示装置及びその製造方法に関する。
一般に、有機電界発光素子は、アノード(ａｎｏｄｅ)に正孔を注入し、カソード(ｃａｔｈｏｄｅ)に電子を注入することで、蛍光または燐光有機化合物で電子と正孔が結合して発光する装置である。
このような、有機電界発光素子は、図１に示すように、アノード(ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)、有機薄膜及びカソード電極(ｍｅｔａｌ)を基本構造にする。上記有機薄膜は、電子と正孔が結合して励起子(ｅｘｃｉｔｏｎ)を形成して発光する発光層(ＥＭｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＥＭＬ)、電子を輸送する電子輸送層(Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ、ＥＴＬ)正孔を輸送する正孔輸送層(Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ、ＨＴＬ)からなることができる。また、上記電子輸送層の一側面には、電子を注入する電子注入層(Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＥＩＬ)が形成され、上記正孔輸送層の一側面には、正孔を注入する正孔注入層(Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＨＩＬ)がさらに形成される。
また、このような有機電界発光素子を駆動する方式としては、受動マトリックス(ｐａｓｓｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ)駆動方式と能動マトリックス(ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ)駆動方式が知られている。上記受動マトリックス駆動方式は、正極と負極を直交するように形成し、ライン(ｌｉｎｅ)を選択して駆動することで、製作工程が単純で、低投資費用であるが、大画面の具現時に電流消耗量が多いという短所がある。上記能動マトリックス駆動方式は、薄膜トランジスタのような能動素子及び容量性素子を各画素に形成することで、電流消耗量が低く、画質及び寿命が優れており、中大型に至るまで拡大可能であるという長所がある。
一方、このような有機電界発光装置の製造方法は、大きく非晶質シリコンの結晶化段階と、アクティブ層(薄膜トランジスタ及びキャパシタ下部電極)製造段階と、有機電界発光素子製造段階からなることができる。勿論、この他にも封止段階及びモジュール組立段階などがあるが、これに対する説明は省略する。
上記非晶質シリコンの結晶化段階は、基板洗浄段階、バッファ層形成段階、非晶質シリコン蒸着段階及び多結晶シリコンの形成段階などからなる。
また、上記アクティブ層の製造段階は、上記多結晶シリコンのパターニング段階、ゲート絶縁膜形成段階、ゲートパターニング段階、イオン注入/活性化段階、層間絶縁膜形成段階、コンタクト形成段階及びソース/ドレインパターニング段階などからなる。勿論、この他、絶縁膜及びビア(ｖｉａ)形成段階、ＩＴＯ形成段階及び画素定義膜(ｐｉｘｅｌ ｄｅｆｉｎｅ ｌａｙｅｒ)形成段階などがさらに行われる。
一方、有機電界発光素子製造方法において、有機電界発光素子が良好ではない発光特性を有する不良品を識別するために検査工程が行われる。このような不良の原因の正確な判断のためには多くの時間を要することから生産収率が低下される問題点がある。
最近の高解像度有機電界発光表示装置に隣接する配線間の間隔が減少することによって所望しない電気的接続(ｓｈｏｒｔ)などが起きる可能性があり、これは不良の主な原因になっている。よって、不良の原因になる所望しない電気的接続が赤色(Ｒｅｄ)、緑色(Ｇｒｅｅｎ)及び青色(Ｂｌｕｅ)の画素のうちどの領域で起こるかを判断するために点灯検査等が行なわれうる。
従来には、赤色(Ｒｅｄ)、緑色(Ｇｒｅｅｎ)及び青色(Ｂｌｕｅ)の光を出す画素の開口率が同一な場合、基板に蒸着される素子は赤色、緑色及び青色の画素それぞれに同一形態のパターン(Ｐａｔｔｅｒｎ)が形成された。よって、有機物が蒸着される以前の段階では、上記パターン(Ｐａｔｔｅｒｎ)でＲＧＢ(以下、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅを意味する。)を区分することができなかった。このような理由から不良の原因を分析する場合、正確な判断をするために多くの時間が要する問題点があった。
本発明は、従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、赤色(Ｒｅｄ)、緑色(Ｇｒｅｅｎ)及び青色(Ｂｌｕｅ)の画素において、アクティブ層(半導体層及びキャパシタ下部電極)形成時にそれぞれ異なる形態の区分パターンを形成したり、または有機電界発光素子のアノード電極形成時にそれぞれ異なる形態の区分パターンを形成することで、画素をＲＧＢ別に区分することができ、これによって点灯検査中に不良の原因がＲＧＢ画素のうちどの領域の画素に該当するかに対する正確な判断を可能にすることにある。
上述の目的を達成するための本発明に係る有機電界発光表示装置は、基板と上記基板に形成されるアクティブ層と、上記アクティブ層に形成されるゲート絶縁膜と、上記アクティブ層に対応するゲート絶縁膜に形成されるゲート電極と、上記ゲート電極に形成される層間絶縁膜と上記層間絶縁膜に形成され、上記アクティブ層と電気的に連結されるソースドレイン電極と、上記ソースドレイン電極に形成される絶縁膜及び上記絶縁膜に形成され、上記ソースドレイン電極と電気的に連結される有機電界発光素子を含み、上記アクティブ層または有機電界発光素子にＲＧＢ画素別に区分することができる区分パターンが形成される有機電界発光表示装置を含む。
上記アクティブ層は、ソースドレイン領域とチャネル領域を含む半導体層及びキャパシタ下部電極とを含むことができる。
上記区分パターンは、上記キャパシタ下部電極に形成されるとしてもよい。
上記キャパシタ下部電極は、平面形態が矩形に形成され、上記区分パターンはＲＧＢ画素別に上記矩形の少なくとも一辺のお互いに異なる位置にさらに形成されるとしてもよい。
上記キャパシタ下部電極は、平面形態が矩形に形成され、上記区分パターンはＲＧＢ画素別に上記矩形のお互いに異なる辺にさらに形成されるとしてもよい。
上記区分パターンは、三角形、四角形、五角形及び半円形の中から選択されたいずれか１つまたはこれらの組合からなる形態に形成されるとしてもよい。
上記区分パターンは、ＲＧＢ画素別にそれぞれ異なる形態に形成されるとしてもよい。
上記有機電界発光素子は、アノード電極、有機薄膜及びカソード電極を含み、上記区分パターンは上記アノード電極に形成されるとしてもよい。
上記アノード電極は、平面形態が矩形に形成され、上記区分パターンはＲＧＢ画素別に上記矩形の少なくとも一辺のお互いに異なる位置に形成されるとしてもよい。
上記アノード電極は、平面形態が矩形に形成され、上記区分パターンはＲＧＢ画素別に上記矩形のお互いに異なる辺に形成されるとしてもよい。
上記区分パターンは、三角形、四角形、五角形及び半円形の中から選択されたいずれか１つまたはこれらの組合からなる形態に形成されるとしてもよい。
上記区分パターンは、ＲＧＢ画素別にそれぞれ異なる形態に形成されるとしてもよい。
また、上述の目的を達成するための本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法は、基板を準備する基板準備段階と、上記基板に非晶質シリコンを蒸着する非晶質シリコン蒸着段階と、上記非晶質シリコンが多結晶シリコンに結晶化される結晶化段階と、上記多結晶シリコンを用いてアクティブ層を形成するアクティブ層形成段階と、上記アクティブ層に電気的に連結される有機電界発光素子を形成するピクセル段階とを含むことができ、上記アクティブ層形成段階またはピクセル段階は、ＲＧＢ画素を区分することができる区分パターン形成段階を含むことができる。
上記アクティブ層形成段階は、半導体層形成段階及びキャパシタ下部電極形成段階とを含むことができる。
上記キャパシタ下部電極形成段階は、上記区分パターン形成段階をさらに含むことができる。
上記キャパシタ下部電極形成段階は、上記キャパシタの平面形態を矩形に形成し、ＲＧＢ画素別に上記矩形の少なくとも一辺のお互いに異なる位置に上記区分パターンがさらに形成される段階を含むことができる。
上記キャパシタ下部電極形成段階は、上記キャパシタの平面形態を矩形に形成し、ＲＧＢ画素別に上記矩形のお互いに異なる辺に上記区分パターンがさらに形成される段階を含むことができる。
上記区分パターン形成段階は、上記区分パターンを三角形、四角形、五角形及び半円形の中から選択されたいずれか１つまたはこれらの組合からなる形態に形成される段階を含むことができる。
上記区分パターン形成段階は、上記区分パターンをＲＧＢ画素別にそれぞれ異なる形態に形成される段階を含むことができる。
上記ピクセル段階は、上記有機電界発光素子のアノード電極を形成するアノード電極形成段階を含むことができる。
上記アノード電極形成段階は、上記アノード電極の平面形態を矩形に形成し、ＲＧＢ画素別に上記矩形の少なくとも一辺のお互いに異なる位置に上記区分パターンが形成される段階を含むことができる。
上記アノード電極形成段階は、上記アノード電極の平面形態を矩形に形成し、ＲＧＢ画素別に上記矩形のお互いに異なる辺に上記区分パターンが形成される段階を含むことができる。
上記区分パターン形成段階は、上記区分パターンを三角形、四角形、五角形及び半円形の中から選択されたいずれか１つまたはこれらの組合からなる形態に形成される段階を含むことができる。
上記区分パターン形成段階は、上記区分パターンをＲＧＢ画素別にそれぞれ異なる形態に形成される段階を含むことができる。
上記のように本発明に係る有機電界発光表示装置及びその製造方法は、キャパシタ下部電極またはアノード電極にＲＧＢ画素ごとにそれぞれ異なるように区分パターンを形成することで、ＲＧＢ画素の位置の区分ができるようにし、これによって有機電界発光表示装置の製造工程の不良の原因分析時に不良の原因を正確に判断することができるようになる。
本発明に係る有機電界発光表示装置及びその製造方法は、キャパシタ下部電極またはアノード電極にＲＧＢ画素別に区別される区分パターンを形成することで、有機電界発光表示装置の製造工程の不良の原因分析時に不良画素と不良の原因を迅速正確に判断することができる。
以下、本発明の属する技術分野の通常の知識を有する者が容易に実施できるように、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図２には、本発明に係る有機電界発光表示装置の断面図が示されている。
図２に示すように、本発明に係る有機電界発光表示装置１００は、基板１１０と、上記基板１１０上に形成されるバッファ層１２０と、上記バッファ層１２０上に形成されるアクティブ層１３０と、上記アクティブ層１３０上に形成されるゲート絶縁膜１４０と、上記ゲート絶縁膜１４０上に形成されるゲート電極１５０及びキャパシタ上部電極１５５と、上記ゲート電極１５０及びキャパシタ上部電極１５５上に形成される層間絶縁膜１６０と、上記層間絶縁膜１６０上に形成されるソースドレイン電極１７０と、上記ソースドレイン電極１７０上に形成される絶縁膜１８０と、上記絶縁膜１８０上に形成される有機電界発光素子２００と、上記絶縁膜１８０上に形成される画素定義膜２１０とを含むことができる。
上記基板１１０は、上面と下面が一直線に形成され、上面と下面の間の厚さはほぼ０．０５〜１ｍｍ程度に形成できる。上記基板１１０の厚さがほぼ０．０５ｍｍ以下の場合には、製造工程中に洗浄、蝕刻及び熱処理工程などによって損傷しやすく、また外力に弱いという短所がある。また、上記基板１１０の厚さがほぼ１ｍｍ以上の場合には、最近のスリム化される各種の表示装置に適用し難しい。また、上記基板１１０は、通常、ガラス基板、プラスチック基板、メタル基板、ポリマー基板及びその等価物の中から選択されたいずれか１つから形成できるが、このような基板材質に本発明が限定されるものではない。
上記バッファ層１２０は、上記基板１１０の上面に形成される。このようなバッファ層１２０は、下記の半導体層１３１或いは有機電界発光素子２００の方に水分(Ｈ２Ｏ)、水素(Ｈ２)または酸素(Ｏ２)などが上記基板１１０を貫通して浸透しないようにする役割を有する。このために、上記バッファ層１２０は、半導体工程中に形成し易いシリコン酸化膜(ＳｉＯ２)、シリコン窒化膜(Ｓｉ３Ｎ４)、無機膜及びその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つから形成できるが、この材質に本発明が限定されるものではない。勿論、このようなバッファ層１２０は、基板１１０またはアクティブ層１３０の構造によって省略できる。
上記アクティブ層１３０は、上記バッファ層１２０の上面に形成される半導体層１３１とキャパシタ下部電極１３５で構成される。
上記半導体層１３１は、上記バッファ層１２０の上面に形成される。このような半導体層１３１は、相互対向する両側に形成されるソースドレイン領域１３２と、上記ソースドレイン領域１３２との間に形成されるチャネル領域１３４からなることができる。
このような半導体層１３１は、非晶質シリコン(ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｓｉ)、多結晶シリコン(ｐｏｌｙ Ｓｉ)、有機薄膜、マイクロシリコン(ｍｉｃｒｏ Ｓｉ、非晶質シリコンと多結晶シリコンとの間のグレーンサイズを有するシリコン)及びその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つから形成できるが、ここで、上記半導体層１３１の種類が限定されるものではない。
また、上記半導体層１３１が多結晶シリコンに形成された場合、上記半導体層１３１は、低温でレーザーを用いて結晶化する方法と、金属触媒を用いて結晶化する方法及びその等価方法の中から選択されたいずれか１つの方法に形成できるが、本発明で上記多結晶シリコンの結晶化方法が限定されるものではない。
上記レーザーを用いて結晶化する方法は、ＥＬＡ(Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｓｅｒ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ)、ＳＬＳ(Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｌａｔｅｒａｌ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ)、ＳＰＣ(Ｓｏｌｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ)などの方式が可能であるが、ここで、その方法に限定されるものではない。
また、金属触媒を用いて結晶化する方法は、ＭＩＣ(Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ)、ＭＩＬＣ(Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｔｅｒａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ)、ＳＧＳ(Ｓｕｐｅｒ Ｇｒａｉｎｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ)などが可能であるが、この方式に本発明が限定されるものではない。
上記キャパシタ下部電極１３５は、上記半導体層１３１と同じく上記バッファ層１２０の上面に形成される。すなわち、上記キャパシタ下部電極１３５と半導体層１３１は、同一平面上に位置することができる。上記キャパシタ下部電極１３５は、上記半導体層１３１と共にアクティブ層を形成するようになる。
一方、図２に示されてないが、上記半導体層１３１とキャパシタ下部電極１３５は電気的に連結されている。上記キャパシタ下部電極１３５は、一般的に矩形の平面形態を有する。また、上記キャパシタ下部電極１３５は、上記半導体層１３１の形成過程と同様な過程によって形成される。
一方、上記キャパシタ下部電極１３５は、赤色(Ｒｅｄ)画素、緑色(Ｇｒｅｅｎ)画素及び青色(Ｂｌｕｅ)画素に対応する下部に形成される。また、上記キャパシタ下部電極１３５には、ＲＧＢ画素別にそれぞれ異なる形態の区分パターンが形成される。すなわち、アクティブ層１３０のうちキャパシタ下部電極１３５に上記区分パターンが形成される。
上記区分パターンの位置及び形態に関する説明は、下記の本発明の実施形態に係る有機発光表示装置に関する説明で共に説明する。
上記ゲート絶縁膜１４０は、上記半導体層１３１上に形成される。勿論、このようなゲート絶縁膜１４０は、上記半導体層１３１の外周縁であるバッファ層１２０上にも形成される。また、上記ゲート絶縁膜１４０は、半導体工程中に容易に得られるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、無機膜またはその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つから形成できるが、ここで、その材質に限定されるわけではない。
上記ゲート電極１５０は、上記ゲート絶縁膜１４０の上面に形成される。さらに具体的に、上記ゲート電極１５０は、上記半導体層１３１のうちチャネル領域１３４に対応するゲート絶縁膜１４０上に形成される。このようなゲート電極１５０は、上記ゲート絶縁膜１４０の下部のチャネル領域１３４に電界を印加することで、上記チャネル領域１３４に正孔または電子のチャネルが形成され、このような構造をＦＥＴ(Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ)といい、より詳細には、ＭＯＳＦＥＴ(Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ)という。また、上記ゲート電極１５０は、金属(Ｍｏ、ＭｏＷ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌ、ＡｌＮｄ、Ｃｒ、Ｍｏ合金、Ｃｕ合金、Ａｌ合金など)、ドーピングされた多結晶シリコン及びその等価物の中から選択されたいずれか１つから形成できるが、ここで、その材質に限定されるものではない。
上記キャパシタ上部電極１５５は、上記ゲート絶縁膜１４０の上面に形成される。一方、図２に示されてないが、上記キャパシタ上部電極１５５は、上記ゲート電極１５０と電気的に連結されている。また、上記キャパシタ上部電極１５５は、上記ゲート電極１５０と同じく金属(Ｍｏ、ＭｏＷ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌ、ＡｌＮｄ、Ｃｒ、Ｍｏ合金、Ｃｕ合金、Ａｌ合金など)、ドーピングされた多結晶シリコン及びその等価物の中から選択されたいずれか１つから形成できるが、ここで、その材質に限定されるものではない。上記キャパシタ上部電極１５５は、場合によって上記有機電界発光素子２００のアノード電極に代替したりする。すなわち、このような場合、上記キャパシタ上部電極１５５の製造工程は、省略できる。
上記層間絶縁膜１６０は、上記ゲート絶縁膜１４０及びゲート電極１５０の上面に形成される。上記層間絶縁膜１６０は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリマー、プラスチック、ガラスまたはその等価物の中から選択されたいずれか１つから形成できるが、ここで、上記層間絶縁膜１６０の材質が限定されるものではない。
上記層間絶縁膜１６０上に半導体領域とソースドレイン領域１３２を接触させるために蝕刻工程を進行するが、これをコンタクトホール工程といい、このような露出された領域を通常コンタクトホールといい、このようなコンタクトホールには、導電性コンタクト１７６が形成される。
上記ソースドレイン電極１７０は、上記層間絶縁膜１６０の上面にＰＥＣＶＤ(Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ)、ＬＰＣＶＤ(Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ)、スパッタリング及びその等価方法の中から選択されたいずれか１つの方法から形成される。勿論、上記のような工程以後には、フォトレジスト塗布、露光、現象、蝕刻及びフォトレジスト剥離などの工程を介して所望の位置にソースドレイン電極１７０を形成する。上記ソースドレイン電極１７０と半導体層１３１のソースドレイン領域１３２との間には、上記層間絶縁膜１６０を貫通する導電性コンタクト１７６(Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔａｃｔ)を形成する。勿論、上記導電性コンタクト１７６は、上述のようにあらかじめ形成されたコンタクトホールを介して形成される。
上記半導体層１３１とソースドレイン電極１７０は、上記導電性コンタクト１７６によって電気的に相互連結される。このような導電性コンタクト１７６も上記ゲート電極１５０及びソースドレイン電極１７０のような材質の材料を用いて形成することができ、ここで、上記導電性コンタクト１７６の材質が限定されるものではない。
上記ソースドレイン電極１７０は、上記層間絶縁膜１６０の上面に形成される。勿論、上記ソースドレイン電極１７０と半導体層１３１との間には、層間絶縁膜１６０を貫通する導電性コンタクト１７６(Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔａｃｔ)が形成される。すなわち、上記導電性コンタクト１７６によって上記半導体層１３１のうちソースドレイン領域１３２とソースドレイン電極１７０が相互電気的に連結される。また、上記ソースドレイン電極１７０は、上記ゲート電極１５０のような金属材質から形成できるが、ここで、その材質が限定されるものではない。
上記絶縁膜１８０は、上記層間絶縁膜１６０及びソースドレイン電極１７０の上面に形成される。このような絶縁膜１８０は、さらに保護膜１８２と上記保護膜１８２の上面に形成される平坦化膜１８４を含んでなることができる。
上記保護膜１８２は、上記ソースドレイン電極１７０及び層間絶縁膜１６０を覆って、上記ソースドレイン電極１７０などを保護する役割を有する。勿論、上記保護膜１８２及び平坦化膜１８４には、上記ソースドレイン電極１７０に対応する領域を蝕刻してビアホールをあらかじめ形成しておく。このようなビアホールには、以後に導電性ビア２０８を形成する。このような導電性ビア２０８は、上記有機電界発光素子２００のアノード２０２と上記半導体層１３１のソースドレイン領域１３２とを電気的に連結する役割を有する。このような保護膜１８２は、通常の無機膜及びその等価物の中から選択されたいずれか１つから形成できるが、本発明で上記保護膜１８２の材質が限定されるものではない。
上記平坦化膜１８４は、上記保護膜１８２上に形成される。このような平坦化膜１８４は、有機電界発光素子(ＯＬＥＤ)及びそのカソード電極が段差によって短絡、断線されることを防止する役割を有するもので、ＢＣＢ(Ｂｅｎｚｏ Ｃｙｃｌｏ Ｂｕｔｅｎｅ)、アクリル(Ａｃｒｙｌｉｃ)及びその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つから形成できるが、ここで、その材質が限定されるものではない。
上記有機電界発光素子２００は、上記画素定義膜２１０の外周縁に形成される。このような有機電界発光素子２００は、またアノード電極２０２と上記アノード電極２０２の上面に形成される有機電界発光薄膜２０４及び上記有機電界発光薄膜２０４の上面に形成されるカソード電極２０６とを含むことができる。
上記アノード電極２０２は、ＩＴＯ(Ｉｎｄｕｉｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)、ＩＴＯ/Ａｇ、ＩＴＯ/Ａｇ/ＩＴＯ及び、ＩＴＯ/Ａｇ/ＩＺＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ)、銀合金(ＩＴＯ/Ａｇ合金/ＩＴＯ)及びその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つから形成できるが、本発明で上記アノード電極２０２の材質が限定されるものではない。上記ＩＴＯは、仕事関数が均一で有機電界発光薄膜２０４に対する正孔注入障壁が小さい透明導電膜であり、上記Ａｇは、前面発光方式で特に有機電界発光薄膜２０４からの光を上面に反射させる膜である。
上記アノード電極２０２は、上記キャパシタ下部電極１３５と同じく赤色(Ｒｅｄ)画素、緑色(Ｇｒｅｅｎ)画素及び青色(Ｂｌｕｅ)画素に対応する下部にそれぞれ形成される。そして、ＲＧＢ画素別にそれぞれ異なる形態の区分パターンが上記アノード電極２０２に形成される。
上記区分パターンの位置及び形態に関する説明は、下記の本発明の他の実施形態に関する説明で共に説明する。
上記有機電界発光薄膜２０４は、電子と正孔が結合して励起子(ｅｘｃｉｔｏｎ)を生成して発光する発光層(ｅｍｉｔｔｉｎｇｌａｙｅｒ、ＥＭＬ)、電子の移動速度を適切に調節する電子輸送層(ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ、ＥＴＬ)、正孔の移動速度を適切に調節する正孔輸送層(ｈｏｌｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ、ＨＴＬ)からなることができる。
また、上記電子輸送層には、電子の注入効率を向上させる電子注入層(ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ、ＥＩＬ)が形成され、上記正孔輸送層には、正孔の注入効率を向上させる正孔注入層(ｈｏｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ、ＨＩＬ)がさらに形成される。
尚、上記カソード電極２０６は、Ａｌ、ＭｇＡｇ合金、ＭｇＣａ合金及びその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つであることができるが、ここで、上記カソード電極２０６の材質が限定されるものではない。但し、本発明で前面発光式を採択する場合、上記Ａｌは厚さを非常に薄くしなければならないが、その場合、抵抗が高くなって電子注入障壁が大きくなる短所がある。上記ＭｇＡｇ合金は上記Ａｌに比べて電子注入障壁が小さく、上記ＭｇＣａ合金は上記ＭｇＡｇ合金に比べて電子注入障壁がさらに低い。よって、前面発光式の場合は、上記Ａｌの代わりにＭｇＡｇ合金及びＭｇＣａ合金をカソード電極２０６に使用することが好ましい。しかし、このようなＭｇＡｇ合金及びＭｇＣａ合金は、周辺環境に敏感であり、酸化されて縁切層を形成する可能性があるので、完璧に外部と遮断しなければならない。
上記画素定義膜２１０は、上記有機電界発光素子２００の外周縁として、上記絶縁膜１８０の上面に形成される。このような画素定義膜２１０は、赤色有機電界発光素子と、緑色有機電界発光素子と、青色有機電界発光素子との間の境界を明確にして画素の間の発光境界領域が明確になるようにする。また、このような画素定義膜２１０は、ポリイミド(ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ)及びその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つから形成できるが、ここで、上記画素定義膜２１０の材質が限定されるものではない。
一方、図２には、薄膜トランジスタ１個、キャパシタ１個、有機電界発光素子１個を示したが、これは本発明を説明するための一例に過ぎず、有機電界発光表示装置内の画素回路の種類によって、薄膜トランジスタの個数及びキャパシタの個数を変えることができる。また、図２には、上記キャパシタの上部電極１５５を別に示されたが、場合によって、上記アノード電極２０２が上記キャパシタの上部電極１５５に用いられる場合もあり、本発明の属する技術分野の通常の知識を有する者がその変形を容易に行なうことができるので、別途の説明は省略する。
以下、一般的な有機電界発光表示装置の画素回路を説明する。
図３には、一般的に用いられる有機電界発光表示装置の画素回路が示されている。
図３の画素回路図を参照すれば、画素回路は、スイッチングトランジスタＭａ、駆動トランジスタＭｂ、キャパシタ(Ｃ)及び有機電界発光素子(ＯＬＥＤ)とを含んで構成される。
上記スイッチングトランジスタＭａは、制御電極(ゲート電極)が走査線に電気的に連結されていて、第１電極(ソースまたはドレイン電極)は、データラインに電気的に連結されている。また、上記スイッチングトランジスタの第２電極(ドレインまたはソース電極)は、上記駆動トランジスタＭｂの制御電極に電気的に連結されている。従って、上記走査線によってスイッチングトランジスタＭａの制御電極に走査信号が入力されば、上記スイッチングトランジスタＭａがターンオン(ｔｕｒｎ ｏｎ)されて上記駆動トランジスタＭｂに電流が流れるようになる。
上記駆動トランジスタＭｂは、制御電極が上記スイッチングトランジスタＭａに連結され、第１電極は電源供給部ＶＤＤに連結され、第２電極は上記有機電界発光素子(ＯＬＥＤ)に電気的に連結されている。よって、上記駆動トランジスタＭｂがターンオンされば、上記有機電界発光素子(ＯＬＥＤ)に電流が流れるようになって発光をするようになる。
上記キャパシタ(Ｃ)は、第１電極が上記スイッチングトランジスタＭａの第２電極と上記駆動トランジスタＭｂの制御電極とに電気的に連結されている。また、上記キャパシタ(Ｃ)の第２電極は、電源供給部ＶＤＤと上記駆動トランジスタＭｂの第１電極に電気的に連結されている。すなわち、上記キャパシタ(Ｃ)は、上記駆動トランジスタＭｂの制御電極と第１電極との間に電気的に連結されている。よって、上記スイッチングトランジスタＭａがターンオンされてデータ値が印加されば、上記キャパシタ(Ｃ)に上記データ値が保存されるようになる。その結果、上記キャパシタ(Ｃ)の電圧によって、
の電流が上記有機電界発光素子(ＯＬＥＤ)に流れて発光をするようになる。ここで、上記βはμｎＣＯＸを意味する値、μｎは電子の移動度、ＣＯＸは上記駆動トランジスタＭｂの酸化層(ＳｉＯ２)のキャパシタンスを意味する。また、ＶＧＳは、上記駆動トランジスタＭｂの制御電極と第１電極の電圧差を意味し、ＶＴＨは、上記駆動トランジスタＭｂのしきい値電圧を意味する。
以下、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置を説明する。
図４には、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置１０００の平面図が示されている。
図４に示すように、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置１０００は、ＲＧＢ画素別に他の区分パターン２２０に形成されているアノード電極２０２を含む。上記区分パターン２２０は、それぞれ上記アノード電極２０２の右側上部に形成されている。
画素別に説明すると、赤色画素に該当するアノード電極２０２ａは、右側上部に直角三角形状の区分パターン２２０ａを備える。また、緑色画素に該当するアノード電極２０２ｂも右側上部に直角三角形状の区分パターン２２０ｂを備える。上記区分パターン２２０ａ、２２０ｂの形態である直角三角形には、斜辺を除いた残りの二辺が存在する。二辺のうち、より長い辺が上記アノード電極の上部に形成されることが赤色画素に該当するアノード電極２０２ａの区分パターン２２０ａの特徴である。一方、より短い辺がアノード電極の上部に形成されることが緑色画素に該当するアノード電極２０２ｂの区分パターン２２０ｂの特徴である。一方、青色画素に対応するアノード電極２０２ｃは、別途の形状を持たない区分パターン２２０ｃを有する。すなわち、既存の一般的なアノード電極のように別途の区分パターンがないと見られる。
上記画素は、ＲＧＢ画素別にアノード電極にそれぞれ異なる区分パターンを備えている。結果的に、点灯検査の不良の原因分析時に迅速正確な原因把握が可能である。本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置を用いた点灯検査の不良の原因分析過程を後ほど説明する。
一方、上記区分パターン２２０は、三角形状に限らず、上記画素をＲＧＢ別に区別できるような形状ならば、四角形、五角形または半円などの形状或いはこれらの組合でもよい。また、上記画素をＲＧＢ別に区別できるようにすれば、上記アノード電極２０２の右側上部のみに形成されなくてもよい。画素別に上記アノード電極２０２の少なくとも１つ以上の面に形成されて他の画素と区別できれば、上記アノード電極２０２のいずれの面に形成されても構わない。すなわち、上記アノード電極２０２の右側上部に形成された直角三角形状で本発明の区分パターン２２０の位置及び形態が限定されず、画素別に区別できれば、いすれの形態でも配置可能である。
区分パターンは、上記アノード電極２０２に形成されるのみならず、キャパシタの下部電極１３５にも備えられる。但し、キャパシタの下部電極１３５に備えられる区分パターン２２１は、有機電界発光素子(ＯＬＥＤ)まで形成された以後には人間の肉眼でその区別が難しいので、別途の平面図を示さなかった。上記キャパシタの下部電極に区分パターンが形成される本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置２０００は、後ほど説明する。
以下、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置１０００を説明する。
図５ａないし図５ｅには、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置１０００のうち、上記アノード電極２０２にＲＧＢ画素ごとにそれぞれ異なる形態の区分パターン２２０を形成する写真及び上記アノード電極２０２の区分パターン２２０が示されている。
図５ａには、左側からそれぞれ赤色(Ｒｅｄ)画素用のアノード電極２０２ａと、緑色(Ｇｒｅｅｎ)画素用のアノード電極２０２ｂ及び青色(Ｂｌｕｅ)画素用のアノード電極２０２ｃの拡大写真が示されている。上述のように赤色(Ｒｅｄ)、緑色(Ｇｒｅｅｎ)及び青色(Ｂｌｕｅ)画素用のアノード電極２０２のそれぞれには区分パターン２２０が形成されてＲＧＢを区分することができるようになる。
図５ａに示すように、上記アノード電極２０２は、矩形形態で構成され、赤色(Ｒｅｄ)画素用のアノード電極２０２ａは右側上端に、緑色(Ｇｒｅｅｎ)画素用のアノード２０２ｂ電極も右側上端に区分パターン２２０ａ、２２０ｂが形成され、青色(Ｂｌｕｅ)画素用のアノード電極２０２ｃの場合には区分パターン２２０ｃが形成されていない。但し、ＲＧＢ画素のそれぞれの区別ができれば、上記区分パターン２２０の位置は上記アノード電極２０２のいずれかに位置してもよい。
また、図５ａに示すように、赤色(Ｒｅｄ)画素用のアノード電極２０２ａの右側上端にアノード電極の上端方向に長い底辺を有する直角三角形状の区分パターン２２０ａが形成され、緑色(Ｇｒｅｅｎ)画素用のアノード電極２０２ｂの右側上端にアノード電極の右側面の方向に長い底辺を有する直角三角形状の区分パターン２０２ｂが形成され、青色(Ｂｌｕｅ)画素用のアノード電極２０２ｃには別途の形状がない区分パターン２２０ｃが形成されている。上記区分パターン２２０の形状は、上記ＲＧＢ画素を区別するためのものであり、上記区分パターン２２０の形状は、場合によって三角形、四角形、五角形、半円などに形成できる。
図５ｂないし図５ｅには、上記アノード電極２０２の区分パターン２２０の代表として、赤色(Ｒｅｄ)画素用のアノード電極２０２ａの区分パターン２２０ａが示されている。図５ｂには上記赤色(Ｒｅｄ)画素用のアノード電極２０２ａ＿１に形成された四角形状の区分パターン２２０ａ＿１、図５ｃには上記赤色画素用のアノード電極２０２ａ＿２に形成された五角形状の区分パターン２２０ａ＿２、図５ｄには上記赤色画素用のアノード電極２０２ａ＿３に形成された半円形状の区分パターン２２０ａ＿３、図５ｅには上記赤色画素用のアノード電極２０２ａ＿４に形成された四分円形状の区分パターン２２０ａ＿４がそれぞれ示されている。
図５ｂないし図５ｅには、上記赤色画素用のアノード電極２０２ａ上に形成される区分パターン２２０ａを代表として説明したが、他の色の画素用のアノード電極２０２ｂ、２０２ｃ上の区分パターン２２０ｂ、２２０ｃも同様な形態に形成できる。
但し、上記アノード電極２０２上において、上記区分パターン２２０が形成される位置と形態に本発明が限定されず、上記ＲＧＢ画素の区分パターン２０２ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、上記アノード電極２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃのそれぞれの多様な位置に様々な形態で形成できる。
以下、本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置２０００を説明する。
図６ａないし図６ｄには、本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置２０００のうち、上記キャパシタ下部電極１３５にＲＧＢ画素ごとにそれぞれ異なる形態の区分パターン２２１を形成する写真及び上記キャパシタ下部電極１３５の区分パターン２２１が示されている。
図６ａには、左側からそれぞれに赤色(Ｒｅｄ)画素用のキャパシタ下部電極１３５ａと、緑色(Ｇｒｅｅｎ)画素用のキャパシタ下部電極１３５ｂ及び青色(Ｂｌｕｅ)画素用のキャパシタ下部電極１３５ｃの拡大写真が示されている。上述のように、赤色(Ｒｅｄ)、緑色(Ｇｒｅｅｎ)及び青色(Ｂｌｕｅ)画素用のキャパシタ下部電極１３５のそれぞれには、区分パターン２２１が形成されてＲＧＢ画素を区分することができるようになる。
図６ａにおいて、上記キャパシタ下部電極１３５は、それぞれ矩形の形態で構成され、赤色(Ｒｅｄ)画素用のキャパシタ下部電極１３５ａは右側上端５０１に、緑色(Ｇｒｅｅｎ)画素用のキャパシタ下部電極１３５ｂは右側下端５０２に、青色(Ｂｌｕｅ)画素用のキャパシタ下部電極１３５ｃは左側上端５０３に区分パターン２２１が形成されている。上記区分パターン２２１は、上記キャパシタ下部電極１３５の矩形の少なくとも一面に形成できる。また、上記ＲＧＢ画素を区別することができれば、上記区分パターン２２１が上記キャパシタ下部電極１３５の矩形のいずれの辺に位置してもよい。
また、図６ａにおいて、四角形状の区分パターン２２１が形成されているが、上記区分パターンの形状２２１として、三角形、四角形、五角形及び半円形などのように様々な形状の区分パターンを形成することができる。場合によって、上記区分パターン２２１の形状を各画素ごとに他の形状に形成することもできる。
図６ｂないし図６ｄには、上記キャパシタ下部電極１３５の区分パターン２２１の代表的な例として、赤色(Ｒｅｄ)画素用のキャパシタ下部電極１３５ａの区分パターン２２１ａが示されている。図６ｂには、上記赤色(Ｒｅｄ)画素用のキャパシタ下部電極１３５ａ＿１の右側上部に三角形状の区分パターン２２１ａ＿１が示され、図６ｃには、上記赤色画素用のキャパシタ下部電極１３５ａ＿２上に五角形状の区分パターン２２１ｂ＿２が示され、図６ｄには、上記赤色画素用のキャパシタ下部電極１３５ａ＿３上に半円形状の区分パターン２２１ａ＿３が形成されている。
図６ｂないし図６ｄには、上記赤色画素用のキャパシタ下部電極１３５ａ上の区分パターン２２１ａを代表的な例として説明したが、他の色の画素用のキャパシタ下部電極１３５ｂ、１３５ｃ上の区分パターン２２１ｂ、２２１ｃも同様な形態に形成できる。
但し、赤色と緑色及び青色のうち、いずれの画素に該当するキャパシタ下部電極１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃなのかどうか、を区分することができる形態であれば、上記区分パターン２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃは上記キャパシタ下部電極１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃ上のいずれの位置にいずれの形態にも形成できるが、本発明の実施形態として上記区分パターン２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃの位置及び形態が限定されるものではない。
以下、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置１０００による不良画素の発生原因分析過程を説明する。
以下、説明する内容は、点灯検査工程で検出された不良画素の発生原因を分析する過程を説明するための一例に過ぎず、以下に説明する内容に本発明が限定されるものではない。
図７ａないし図７ｄには、緑色の点灯検査工程で検出された不良画素の発生原因を分析する写真が示されている。
図７ａは、緑色(Ｇｒｅｅｎ)の点灯検査の写真であり、また、２つの暗点が示されている。
これによって、上記不良の原因を分析して図７ｂの写真のように不良の原因部分が示されている。
図７ｃないし７ｄは、図７ｂの暗点の写真を拡大した写真である。図７ｃは、ソース−ドレイン(ｓｏｕｒｃｅ−ｄｒａｉｎ)検査工程の写真である。よって、図７ｃに示すように、２つの暗点のうち１つはショートによる暗点であることが分かる。図７ｄは、顕微鏡の観察結果として、小さなパーティクルの１つが検出されたことを示す写真である。
もし、従来のＲＧＢパターンが同一な従来のピクセル回路であれば、上記パーティクルが暗点の原因であるか、どうかは確認しにくい。
しかし、本発明に係る有機電界発光表示装置のピクセル回路では、上記ＲＧＢパターンが区分されている。従って、図７ｄを参照すれば、上記パーティクルは青色ピクセルに存在することが分かる。即ち、緑色(Ｇｒｅｅｎ)の点灯写真に示される２つの暗点のうち１つは上記パーティクルではなく、他の原因によることが分かる。
このように、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置１０００は、アノード電極２０２にＲＧＢを区分することができる区分パターン２２０を形成することで、点灯検査時に検出される不良の原因を分析して不良の原因が赤色、緑色及び青色画素のうちいずれの部分の画素領域から発生したかを迅速に判断できるようにする。
以下、本発明の有機電界発光表示装置の他の実施形態２０００に係る不良画素の発生原因分析過程を説明する。
以下、説明する内容は、点灯検査工程で検出された不良画素の発生原因を分析する過程を説明するための一例に過ぎず、以下に説明する内容に本発明が限定されるものではない。
図８ａないし図８ｃには、赤色の点灯検査工程で検出された不良画素の発生原因を分析する写真が示されている。
図８ａは、赤色(Ｒｅｄ)の点灯検査写真であり、また、縦方向に暗線が示されている。即ち、縦方向の線不良が発生した。
これによって、上記不良の原因を分析して図８ｂの写真のような不良の原因部分を検出した。図８ｃは、図８ｂの写真を拡大した写真である。但し、上記不良の原因と予想される部分が赤色(Ｒｅｄ)の点灯検査から発生する縦方向の暗線の原因なのかに対しては断定できない。一般的に、データラインと第１電源電圧線ＶＤＤの不適切な接続がある場合、縦方向の線不良が発生することが、図８ｂの写真上に不適切な接続があったのかは明確ではない。
但し、図８ｃに示すように、緑色(Ｇｒｅｅｎ)画素用のキャパシタ下部電極１３５ｂに区分パターン２２１ｂが形成されている場合、不良の原因と予想される部分が緑色(Ｇｒｅｅｎ)画素に関係する部分なのか、どうかが分かるようになる。
したがって、赤色(Ｒｅｄ)の点灯検査から発生した縦方向の暗線の原因は、図８ｃに示された不適切な接続部分２２１ｂとは関係がないことを有機電界発光表示装置の製造工程中に容易に検出できるようになる。
このように、本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置２０００は、キャパシタ下部電極１３５にＲＧＢを区分することができる区分パターン２２１を形成することで、点灯検査で検出できる不良の原因分析時に不良の原因が赤色、緑色及び青色画素のうちいずれの部分の画素領域から発生したかを迅速に判断できるようにする。
以下、本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法について説明する。
図９ａないし図９ｍには、本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法が断面図として示されている。
図９ａに示すように、上記基板準備段階では、上面と下面がほぼ平坦で、一定の厚さを有する基板１１０を提供する。
上記基板１１０は、通常的にガラス、プラスチック、ステンレススチール、ナノ複合材料及びその等価物の中から選択されたいずれか１つであることができるが、本発明で上記基板１１０の材質や種類が限定されるものではない。また、上記基板１１０は、厚さがほぼ０．０５ｍｍ〜１ｍｍ程度であることが好ましい。上記基板１１０の厚さがほぼ０．０５ｍｍ以下の場合には、製造工程中に洗浄、蝕刻及び熱処理工程などによって損傷されやすくて取り扱いが難しく、また外力によって破損されやすい短所がある。また、上記基板１１０の厚さが１ｍｍ以上の場合には、最近のスリム化される各種表示装置に適用しにくい短所がある。
図９ｂに示すように、上記バッファ層形成段階では、上記基板１１０の上面に一定の厚さのバッファ層１２０を形成する。上記バッファ層１２０は、水分、水素または酸素等が上記基板１１０を介して半導体層１３１または有機電界発光素子２００などに浸透されないようにする役割を有する。勿論、このようなバッファ層１２０は、その表面に半導体層１３１などの形成を助ける役割も有する。このようなバッファ層１２０は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、無機膜及びその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つを用いて形成できるが、ここで、その材質が限定されるものではない。また、上記バッファ層１２０は、基板１１０及びアクティブ層１３０の構造によって省略される場合もある。
図９ｃに示すように、非晶質シリコン蒸着段階では、上記バッファ層１２０の上面に一定の厚さの非晶質シリコン(ａ−ｓｉ)を蒸着する。
例えば、上記非晶質シリコン(ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ、ａ−ｓｉ)は、ＰＥＣＶＤ(Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ)、ＬＰＣＶＤ(Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ)、スパッタリング(ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ)及びその等価方式の中から選択された少なくともいずれか１つの方法で形成できるが、ここで、上記非晶質シリコン(ａ−ｓｉ)の形成方法が限定されるものではない。
図９ｄに示すように、結晶化段階では、上記バッファ層１２０の上面に蒸着された非晶質シリコン(ａ−ｓｉ)を多結晶シリコン(ｐｏｌｙ−ｓｉｌｉｃｏｎ、ｐｏｌｙ−ｓｉ)に結晶化する。
上記結晶化方法として、低温でレーザーを用いて結晶化する方法、金属触媒を用いて結晶化する方法及びその等価方法の中から選択されたいずれか１つの方法とすることができるが、本発明で上記多結晶シリコンの結晶化方法が限定されるものではない。上記レーザーを用いて結晶化する方法は、ＥＬＡ(Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｓｅｒ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ)、ＳＬＳ(Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｌａｔｅｒａｌ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ)、ＳＰＣ(Ｓｏｌｉｄ Ｐｈａｓｅｓ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ)などの方式が可能であるが、ここで、その方法に限定されるものではない。また、金属触媒を用いて結晶化する方法は、ＭＩＣ(Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ)、ＭＩＬＣ(Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｔｅｒａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ)、ＳＧＳ(Ｓｕｐｅｒ Ｇｒａｉｎｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ)などが可能であるが、この方法に本発明が限定されるものではない。
図９ｅに示すように、アクティブ層形成段階では、アクティブ層(半導体層及びキャパシタの下部電極)を形成する。
上記半導体層１３１及びキャパシタの下部電極１３５は、結晶化された多結晶シリコン(ｐｏｌｙ−ｓｉ)層で半導体層１３１及びキャパシタ下部電極１３５部分を除いた部分を蝕刻することで形成される。但し、上記蝕刻方法に本発明が限定されるものではない。
また、上記半導体層１３１は、チャネル領域１３４と、上記チャネル領域１３４の両側に形成されたソースドレイン領域１３２からなる。このような半導体層１３１は、薄膜トランジスタに利用されうる。勿論、上記薄膜トランジスタは、ＰＭＯＳ、ＮＭＯＳ及びその等価形態の中から選択された少なくともいずれか１つであることができるが、本発明で上記薄膜トランジスタの導電形態が限定されるものでもない。
勿論、上記アクティブ層形成段階では、キャパシタ下部電極１３５を形成することができる。上記キャパシタ下部電極１３５も上記半導体層１３１の形成方法のような方法で形成される。
また、上記キャパシタ下部電極１３５を形成する時、赤色(Ｒｅｄ)画素用のキャパシタ下部電極、緑色(Ｇｒｅｅｎ)画素用のキャパシタ下部電極及び青色(Ｂｌｕｅ)画素用のキャパシタ下部電極のそれぞれに異なる区分パターン２２１を形成することができる。
上記区分パターン２２１は、上述のようにＲＧＢ画素がそれぞれ区別できれば、その位置及び形態は制限しない。また、ＲＧＢ画素をそれぞれ区別して形成されたマスクを上記キャパシタの下部電極１３５の蝕刻時に用いることで、上記区分パターン２２１が形成される。
これによって、上記キャパシタ下部電極１３５の形態でＲＧＢ画素のうちどの画素領域にあるキャパシタ下部電極なのか、どうかを容易に判断できるようになる。
図９ｆに示すように、ゲート絶縁膜形成段階では、上記ゲート絶縁膜１４０を形成する。上記ゲート絶縁膜１４０は、上記半導体層１３１及びキャパシタ下部電極１３５の上面に形成される。勿論、このようなゲート絶縁膜１４０は、上記半導体層１３１及びキャパシタ下部電極１３５の外周縁であるバッファ層１２０の上面にも形成される。また、上記ゲート絶縁膜１４０は、半導体工程中に容易に得られるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、無機膜またはその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つから形成できるが、ここで、その材質が限定されるものではない。
図９ｇに示すように、ゲート電極及びキャパシタ上部電極形成段階では、上記ゲート電極１５０及びキャパシタ上部電極１５５を形成することができる。上記ゲート電極１５０及びキャパシタ上部電極１５５は、上記ゲート絶縁膜１４０の上面に形成される。より詳しくは、上記ゲート電極１５０は、上記半導体層１３１のうちチャネル領域１３４に対応するゲート絶縁膜１４０の上面に形成でき、上記キャパシタ上部電極１５５は、上記キャパシタ下部電極１３５に対応するゲート絶縁膜１４０の上面に形成できる。周知のように、上記ゲート電極１５０は、上記ゲート絶縁膜１４０の下部チャネル領域１３４に電界を印加することで、上記チャネル領域１３４に正孔または電子のチャネルが形成されるようにする。
尚、上記キャパシタ上部電極１５５は、上記キャパシタ下部電極１３５のように有機電界発光表示装置内で容量性素子のキャパシタとして機能するようになり、一フレーム間にデータ電圧を保存し、発光期間中に上記データ電圧に対応する電流を一フレーム間に一定に有機電界発光素子に流れるようにする。
また、上記ゲート電極１５０及びキャパシタ上部電極１５５は、通常の金属(Ｍｏ、ＭｏＷ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌ、ＡｌＮｄ、Ｃｒ、Ｍｏ合金、Ｃｕ合金、Ａｌ合金など)、ドーピングされた多結晶シリコン及びその等価物の中から選択されたいずれか１つから形成できるが、ここで、その材質に限定されるものではない。
また、上記キャパシタ上部電極１５５は、場合によって、有機電界発光素子のアノード電極２０２に代替される場合がある。このような場合、上記のキャパシタ上部電極形成段階は省略可能である。
図９ｈに示すように、層間絶縁膜形成段階では、ゲート電極１５０及びキャパシタ上部電極１５５の上面に上記層間絶縁膜１６０を形成することができる。勿論、このような層間絶縁膜１６０は、上記ゲート電極１５０及び上記キャパシタ上部電極１５５の外周縁であるゲート絶縁膜１４０の上面にも形成される。尚、上記層間絶縁膜１６０は、ポリマー系、プラスチック系、ガラス系及びその等価系の中から選択されたいずれか１つから形成できるが、ここで、上記層間絶縁膜１６０の材質が限定されるものではない。
図９ｉに示すように、ソースドレイン電極形成段階は、上記層間絶縁膜１６０上にソースとドレインの電極１７０を形成する段階である。より詳しくには、上記層間絶縁膜１６０が形成された以後にコンタクト１７６が形成され、上記アクティブ層１３０のうちソースドレイン領域１３２と電気的に連結されるように上記ソースドレイン電極１７０を形成した後にパターニングする。
以後は、図９ｊに示すように上記層間絶縁膜１６０及びソースドレイン電極１７０上に絶縁膜１８０が形成される。上記絶縁膜は、保護膜１８２と平坦化膜１８４からなる。上記保護膜１８２は、通常の無機膜及びその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つを蒸着またはコーティングして形成することができる。上記平坦化膜１８４は、素子全体の表面を平坦にするものとして、ＢＣＢ(Ｂｅｎｚｏ Ｃｙｃｌｏ Ｂｕｔｅｎｅ)、アクリル及びその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つをコーティングまたは蒸着して形成することができる。
図９ｋに示すように、上記絶縁膜１８０上にアノード電極２０２が形成される。上記アノード電極２０２は、ＩＴＯ(Ｉｎｄｕｉｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)、ＩＴＯ(Ｉｎｄｕｉｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)/Ａｇ、ＩＴＯ(Ｉｎｄｕｉｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)/Ａｇ/ＩＺＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ)及びその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つを蒸着して形成できるが、本発明で上記アノード３１０の材質や形成方法が限定されるものではない。
一例として、上記アノード電極２０２は、ＲＦスパッタリング、ＤＣスパッタリング、イオンビームスパッタリング及び真空蒸着方法の中から選択されたいずれか１つの方法を介して上記絶縁膜１８０のうち平坦化膜１８４の上部に形成される。以後、フォトレジスト塗布、露光、現象、食刻及びフォトレジスト剥離などの工程を介して所望の位置に所望の面積のアノード２０２を形成する。勿論、この時、上記アノード電極２０２は、上記絶縁膜１８０を貫通して導電性ビア２０８を介して上記ソースドレイン電極１７０に電気的に連結される。
上記アノード電極２０２には、上記区分パターン２２０が形成される。上記区分パターン２２０は、上記アノード電極２０２の形成時にＲＧＢ画素別にそれぞれ区別されたパターンを備えるマスクを用いることが可能になる。この時、上記区分パターン２２０は、ＲＧＢ画素別に区別可能な程度に備えられるだけで良いし、上記アノード電極２０２上での位置や形態が制限されるものではない。
その次の段階で、図９ｌに示すように、上記平坦化膜１８４及びアノード電極２０２の上部に画素定義膜２１０が形成される。
上記画素定義膜２１０は、通常のポリイミド及びその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つをコーティング或いは蒸着して形成する。勿論、このようなコーティング或いは蒸着の後には、通常のフォトレジスト塗布、露光、現象、蝕刻及びフォトレジスト剥離などの工程を介して上述した有機電界発光素子２００が外部に露出するようにする。
最後に、図９ｍに示すように、上記アノード電極２０２の上部に有機薄膜２０４及びカソード電極２０６が順次に形成される。
上記有機薄膜２０４は、正孔の注入効率を向上させる正孔注入層(ｈｏｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ、ＨＩＬ)、正孔の移動速度を適切に調節する正孔輸送層(ｈｏｌｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ、ＨＴＬ)、電子と正孔が結合して励起子(ｅｘｃｉｔｏｎ)を生成して発光する発光層(ｅｍｉｔｔｉｎｇｌａｙｅｒ、ＥＭＬ)、電子の注入効率を向上させる電子注入層(ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ、ＥＩＬ)を順次に形成してなることができるが、このような層種類が限定されるものではない。
一例として、このような有機薄膜２０４は、溶液状態として塗布するスピンコーティング、ディップコーティング、スプレー法、スクリーン印刷法またはインクジェットプリンティング法などの湿式コーティング方法で形成したり、またはスパッタリング、真空蒸着などの乾式コーティング方法で形成することができる。
尚、燐光型有機電界発光素子の場合には、正孔抑制層(Ｈｏｌｅ Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＨＢＬ)が発光層(ＥＭＬ)と電子輸送層(ＥＴＬ)との間に選択的に形成され、電子抑制層(Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＥＢＬ)が発光層(ＥＭＬ)と正孔輸送層(ＨＴＬ)との間に選択的に形成される。
上記カソード電極２０６は、上記有機薄膜２０４の上部に形成される。このようなカソード電極２０６は、Ａｌ、ＭｇＡｇ合金、ＭｇＣａ合金及びその等価物の中から選択された少なくともいずれか１つを蒸着して形成できるが、本発明で上記カソード電極２０６の材質や形成方法が限定されるものではない。一例として、上記カソード電極２０６は、ＲＦスパッタリング、ＤＣスパッタリング、イオンビームスパッタリング及び真空蒸着方法の中から選択されたいずれか１つの方法で形成される。その後、フォトレジスト塗布、露光、現象、食刻及びフォトレジスト剥離などの工程を介して所望の位置に所望の面積のカソード電極２０６を形成することができる。
ここで、本発明は基板１１０の上部方向に発光する前面発光方式を中心に説明したが、これに限定されず、基板１１０の下部方向に発光する背面発光方式または基板１１０の上部と下部方向に同時に発光する両面発光にも全部適用可能である。
以上、本発明は、上述した特定の好適な実施例に限定されるものではなく、特許請求範囲から請求する本発明の基本概念に基づき、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、様々な実施変形が可能であり、そのような変形は本発明の特許請求範囲に属するものである。
一般的な有機電界発光表示素子の構成を示す概路図である。 本発明に係る有機電界発光表示装置の断面図である。 本発明の一般的な有機電界発光表示装置を示す画素回路を示したものである。 本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置の平面図である。 本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置のアノード電極の写真及びアノード電極の区分パターンを示すものである。 本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置のアノード電極の写真及びアノード電極の区分パターンを示すものである。 本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置のアノード電極の写真及びアノード電極の区分パターンを示すものである。 本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置のアノード電極の写真及びアノード電極の区分パターンを示すものである。 本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置のアノード電極の写真及びアノード電極の区分パターンを示すものである。 本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置のキャパシタ下部電極の写真及びキャパシタ下部電極の区分パターンを示すものである。 本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置のキャパシタ下部電極の写真及びキャパシタ下部電極の区分パターンを示すものである。 本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置のキャパシタ下部電極の写真及びキャパシタ下部電極の区分パターンを示すものである。 本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置のキャパシタ下部電極の写真及びキャパシタ下部電極の区分パターンを示すものである。 本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置で緑色の点灯検査工程時に検出された不良画素の発生原因を分析する写真である。 本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置で緑色の点灯検査工程時に検出された不良画素の発生原因を分析する写真である。 本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置で緑色の点灯検査工程時に検出された不良画素の発生原因を分析する写真である。 本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置で緑色の点灯検査工程時に検出された不良画素の発生原因を分析する写真である。 本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置で赤色の点灯検査工程時に検出された不良画素の発生原因を分析する写真である。 本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置で赤色の点灯検査工程時に検出された不良画素の発生原因を分析する写真である。 本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置で赤色の点灯検査工程時に検出された不良画素の発生原因を分析する写真である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を製造工程順序に合わせて示した積層順序図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を製造工程順序に合わせて示した積層順序図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を製造工程順序に合わせて示した積層順序図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を製造工程順序に合わせて示した積層順序図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を製造工程順序に合わせて示した積層順序図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を製造工程順序に合わせて示した積層順序図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を製造工程順序に合わせて示した積層順序図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を製造工程順序に合わせて示した積層順序図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を製造工程順序に合わせて示した積層順序図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を製造工程順序に合わせて示した積層順序図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を製造工程順序に合わせて示した積層順序図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を製造工程順序に合わせて示した積層順序図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を製造工程順序に合わせて示した積層順序図である。
符号の説明
１０００、２０００ 本発明の実施形態
１１０ 基板
１２０ バッファ層
１３０ アクティブ層
１３１ 半導体層
１３２ ソースドレイン領域
１３４ チャネル領域
１３５ キャパシタ下部電極
１４０ ゲート絶縁膜
１５０ ゲート電極
１５５ キャパシタ上部電極
１６０ 層間絶縁膜
１７０ ソースドレイン電極
１８０ 絶縁膜
２００ 有機電界発光素子
２０２ アノード電極
２２０ 区分パターン(アノード電極)
２２１ 区分パターン(キャパシタ下部電極)

Claims (24)

  1. 基板と、
    前記基板に形成されるアクティブ層と、
    前記アクティブ層に形成されるゲート絶縁膜と、
    前記アクティブ層に対応するゲート絶縁膜に形成されるゲート電極と、
    前記ゲート電極に形成される層間絶縁膜と、
    前記層間絶縁膜に形成され、前記アクティブ層と電気的に連結されるソースドレイン電極と、
    前記ソースドレイン電極に形成される絶縁膜及び、
    前記絶縁膜に形成され、前記ソースドレイン電極と電気的に連結される有機電界発光素子とを含み、
    前記アクティブ層または前記有機電界発光素子には、ＲＧＢ別に画素を区分するように区分パターンが形成されることを特徴とする有機電界発光表示装置。
  2. 前記アクティブ層は、ソースドレイン領域とチャネル領域を含む半導体層及びキャパシタ下部電極と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表示装置。
  3. 前記区分パターンは、前記キャパシタ下部電極に形成されることを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光表示装置。
  4. 前記キャパシタ下部電極は、平面形態が矩形に形成され、前記区分パターンは、ＲＧＢ画素別に前記矩形の少なくとも一辺のお互いに異なる位置にさらに形成され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. 前記キャパシタ下部電極は、平面形態が矩形に形成され、前記区分パターンは、ＲＧＢ画素別に前記矩形のお互いに異なる辺にさらに形成され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。
  6. 前記区分パターンは、三角形、四角形、五角形及び半円形の中から選択されたいずれか１つまたはこれらの組合からなる形態に形成され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。
  7. 前記区分パターンは、ＲＧＢ画素別にそれぞれ異なる形態に形成されることを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光表示装置。
  8. 前記有機電界発光素子は、アノード電極、有機薄膜及びカソード電極を含み、前記区分パターンは、前記アノード電極に形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表示装置。
  9. 前記アノード電極は、平面形態が矩形に形成され、前記区分パターンは、ＲＧＢ画素別に前記矩形の少なくとも一辺のお互いに異なる位置に形成されることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示装置。
  10. 前記アノード電極は、平面形態が矩形に形成され、前記区分パターンは、ＲＧＢ画素別に前記矩形のお互いに異なる辺に形成されることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示装置。
  11. 前記区分パターンは、三角形、四角形、五角形及び半円形の中から選択されたいずれか１つまたはこれらの組合からなる形態に形成されることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示装置。
  12. 前記区分パターンは、ＲＧＢ画素別にそれぞれ異なる形態に形成されることを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光表示装置。
  13. 基板を準備する基板準備段階と、
    前記基板に非晶質シリコンを蒸着する非晶質シリコン蒸着段階と、
    前記非晶質シリコンが多結晶シリコンに結晶化される結晶化段階と、
    前記多結晶シリコンを用いてアクティブ層を形成するアクティブ層形成段階と、
    前記アクティブ層に電気的に連結される有機電界発光素子を形成するピクセル段階とを含み、
    前記アクティブ層形成段階またはピクセル段階は、ＲＧＢ画素を区分することができる区分パターンを形成する区分パターン形成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。
  14. 前記アクティブ層形成段階は、半導体層形成段階及びキャパシタ下部電極形成段階とを含むことを特徴とする請求項１３に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  15. 前記キャパシタ下部電極形成段階は、前記区分パターン形成段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  16. 前記キャパシタ下部電極形成段階は、前記キャパシタの平面形態を矩形に形成し、ＲＧＢ画素別に前記矩形の少なくとも一辺のお互いに異なる位置に前記区分パターンが形成される段階を含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  17. 前記キャパシタ下部電極形成段階は、前記キャパシタの平面形態を矩形に形成し、ＲＧＢ画素別に前記矩形のお互いに異なる辺に前記区分パターンが形成される段階を含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  18. 前記区分パターン形成段階は、前記区分パターンが三角形、四角形、五角形及び半円形の中から選択されたいずれか１つまたはこれらの組合からなる形態に形成される段階を含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  19. 前記区分パターン形成段階は、前記区分パターンがＲＧＢ画素別にそれぞれ異なる形態に形成される段階を含む請求項１８に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  20. 前記ピクセル段階は、前記有機電界発光素子のアノード電極を形成するアノード電極形成段階を含むことを特徴とする請求項１３に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  21. 前記アノード電極形成段階は、前記アノード電極の平面形態を矩形に形成し、ＲＧＢ画素別に前記矩形の少なくとも一辺のお互いに異なる位置に前記区分パターンが形成されるようにする請求項２０に記載の段階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。
  22. 前記アノード電極形成段階は、前記アノード電極の平面形態を矩形に形成し、ＲＧＢ画素別に前記矩形のお互いに異なる辺に前記区分パターンが形成される段階を含むことを特徴とする請求項２０に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  23. 前記区分パターン形成段階は、前記区分パターンが三角形、四角形、五角形及び半円形の中から選択されたいずれか１つまたはこれらの組合からなる形態に形成される段階を含むことを特徴とする請求項２０に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  24. 前記区分パターン形成段階は、前記区分パターンがＲＧＢ画素別にそれぞれ異なる形態に形成される段階を含むことを特徴とする請求項２３に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
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