JP4324131B2 - 有機電界発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は有機電界発光素子及びその製造方法に係り、ポリシリコーン（ｐ−Ｓｉ）薄膜トランジスタを駆動素子として採用する有機電界発光素子及びその製造方法に関する。

平板ディスプレー（ＦＰＤ）分野で、今までは軽くて電力消耗が少ない液晶表示装置（ＬＣＤ）が最も注目されてきたが、液晶表示装置は発光素子でなく受光素子によるものであり、輝度、コントラスト、視野角、及び大面積化等に技術的限界があるためこのような短所を克服することができる新しい平板ディスプレー素子に対する開発が活発に展開されている。

新しい平板ディスプレーの一つである有機電界発光素子は自体発光型であるため、液晶表示装置に比べて視野角、コントラストなどに優れ、バックライトが必要でないため軽量薄形が可能であって、消費電力側面でも有利である。

また、直流低電圧駆動が可能であって応答速度が速く、全部固体であるため外部衝撃に強くて使用温度範囲も広い、特に製造費用側面でも低廉な長所を有している。

特に、前記有機電界発光素子の製造工程には、液晶表示装置やＰＤＰ（フラズマディスプレイ）と違って蒸着及び封止の装備が全て含まれるため、工程が非常に単純である。

また、画素毎にスイッチング素子である薄膜トランジスタを有するアクティブマトリックス方式で有機電界発光素子を駆動すれば、低い電流を印加しても同一な輝度を示すので低消費電力、高精細、及び大型化が可能な長所を有する。

以下、このようなアクティブマトリックス型有機電界発光素子（以下、「ＡＭＯＬＥＤ」という）の基本的な構造及び動作特性について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、従来のＡＭＯＬＥＤの基本画素（サブピクセル）構造を示した回路図である。

図示したように、第１方向にゲートライン（ＧＬ）２が形成されていて、この第１方向と交差する第２方向において相互に一定間隔離隔されたデータライン（ＤＬ）３及び電源ライン（Ｖ_ＤＤ）４が形成されていて、一つの画素領域を定義する。

ゲートライン２とデータライン３との交差地点にはアドレッシングエレメント（ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）であるスイッチング薄膜トランジスタ５が形成されていて、このスイッチング薄膜トランジスタ５及び電源ライン４と連結されてストレージキャパシター（Ｃ_ＳＴ）６が形成されており、このストレージキャパシター６及び電源ライン４と連結されて、電流源エレメントである駆動薄膜トランジスタ７が形成されていて、この駆動薄膜トランジスタ７と連結されて有機電界発光ダイオード８が構成されている。

この有機電界発光ダイオード８は有機発光物質に順方向に電流を供給すると、正孔提供層である陽極（ａｎｏｄｅ）と電子提供層である陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）間のＰＮ接合部分を介して電子と正孔が移動しながら相互に再結合して、電子と正孔が離れている時より小さいエネルギーを有するようになるので、この時発生するエネルギー差によって光を放出する原理を利用するものである。

すなわち、ＡＭＯＬＥＤの画素は基本的にゲート駆動電圧である画素電圧をアドレッシング（ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ）するためのスイッチング薄膜トランジスタ５とＡＭＯＬＥＤの駆動電流を制御する駆動薄膜トランジスタ７で構成されており、画素電圧を安定的に維持するためのストレージキャパシター６が必需的に要求される。

また、有機電界発光素子は有機電界発光ダイオードで発光した光の進行方向によって上部発光方式と下部発光方式に分けられる。

この時、ＡＭＯＬＥＤに使われる薄膜トランジスタはアクティブチャネルとしての役割を遂行する半導体薄膜の状態によって非晶質シリコーン（ａ−Ｓｉ）薄膜トランジスタと、ポリシリコーン（ｐ−Ｓｉ）薄膜トランジスタとに分類することができる。

最近では高い電界効果移動度を有するポリシリコーン薄膜トランジスタをＡＭＯＬＥＤに適用する研究が活発に進行している。

図１はポリシリコーン薄膜トランジスタを適用したＡＭＯＬＥＤを示している。この場合、薄膜トランジスタはｐ−ｔｙｐｅで構成されて、それによって図１に示したように有機電界発光ダイオードの陽極は駆動薄膜トランジスタ７のドレイン電極Ｄに連結されるように構成されなければならない。また、電源ライン４は駆動薄膜トランジスタ７のソース電極Ｓに連結されるように構成される。

図２は、従来の有機電界発光素子の概略的な断面図であって、これは下部発光方式で動作するＡＭＯＬＥＤの断面構造を示している。

図示したように、第１、２基板１０、３０が相互に対向するように配置されていて、第１、２基板１０、３０の縁部はシールパターン４０により封止している構造において、第１基板１０の透明基板１上部にはサブピクセル毎に薄膜トランジスタＴが形成されていて、薄膜トランジスタＴと連結されて第１電極１２が形成されていて、薄膜トランジスタＴ及び第１電極１２上部には薄膜トランジスタＴと連結されて第１電極１２と対応するように配置される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）のカラーを帯びる発光物質を含む有機電界発光層１４が形成されていて、有機電界発光層１４上部には第２電極１６が形成されている。

第１、２電極１２、１６は有機電界発光層１４に電界を印加する機能を有する。

そして、前述したシールパターン４０によって第２電極１６と第２基板３０との間は一定間隔離隔されていて、図面で提示しなかったが、第２基板３０の内部面には外部から引入れた水分を吸収する吸湿剤（図示せず）及び吸湿剤と第２基板３０との間を接着するための半透性テープ（図示せず）が含まれる。

一例として、下部発光方式構造において、第１電極１２を陽極で、第２電極１６を陰極で構成する場合、第１電極１２は透明導電性物質から選択されて、第２電極１６は仕事関数が低い金属物質から選択されて、このような条件下で有機電界発光層１４は、第１電極１２と接する層から正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂ、発光層１４ｃ、及び電子輸送層１４ｄと順序通り積層された構造で形成される。

この時、発光層１４ｃは、サブピクセル毎に赤、緑、及び青のカラーを具現する発光物質が順序通り配置された構造を有する。

図３は、図２に示した下部発光方式有機電界発光素子の一つのサブピクセル領域に対応する拡大断面図である。

図示したように、透明基板１上には半導体層６２、ゲート電極６８、ソース電極８０及びドレイン電極８２とが順序通り形成されてポリシリコーン（ｐ−Ｓｉ）薄膜トランジスタ領域を形成して、ソース電極８０及びドレイン電極８２には電源ライン（図示せず）で形成されたパワー電極７２及び有機電界発光ダイオードＥがそれぞれ連結されている。

そして、パワー電極７２と対応する下部には絶縁体が介在した状態でキャパシター電極６４が位置して、これらが対応する領域はストレージキャパシター領域を形成する。

有機電界発光ダイオードＥ以外の薄膜トランジスタ領域及びストレージキャパシター領域に形成された素子はアレイ素子Ａを形成する。

有機電界発光ダイオードＥは、有機電界発光層１４が介在した状態で相互に対向した第１電極１２及び第２電極１６で構成され、自体発光された光を外部に放出させる発光領域に位置する。

この時、図１で説明したように薄膜トランジスタのドレイン電極８２と電気的に接続する第１電極１２は陽極としてのＩＴＯ電極が使われ、第２電極１６は陰極としての仕事関数が低いＡｌなどが使われる。

このように、従来の有機電界発光素子は、アレイ素子Ａと有機電界発光ダイオードＥとが同一基板上に積層された構造で形成されている。

しかし、先に説明した従来の下部発光方式の有機電界発光素子において、ポリシリコーン薄膜トランジスタが具備されるアレイ素子は電流不均一度解消のために電流補償回路の適用が必要であり、これにより一つのピクセル内に４個の薄膜トランジスタが必要になるが、この場合小型ディスプレーでは開口率確保が不可能であるという問題点がある。

また、従来の下部発光方式有機電界発光素子は、アレイ素子及び有機電界発光ダイオードが形成された基板と別途のカプセル封止用基板の合着を介して素子を製作するが、この場合アレイ素子の収率と有機電界発光ダイオードの収率の積が有機電界発光素子の収率を決定するため、後半工程に該当する有機電界発光ダイオード工程により全体工程収率が大きく制限される問題点がある。例えば、アレイ素子が良好に形成されたとしても、１０００Å程度の薄膜を用いる有機電界発光層の形成時に異物やその他の要素により不良が発生するようになれば、有機電界発光素子は不良等級と判定される。

これによって、良品のアレイ素子を製造することに必要とした諸般経費及び材料費損失が招来されて、生産収率が低下する問題点がある。

本発明は、アレイ素子と有機電界発光ダイオードとを相異なる基板に構成する有機電界発光素子において、各画素の駆動素子を形成する薄膜トランジスタをポリシリコーン薄膜トランジスタで構成して、駆動薄膜トランジスタのドレイン電極に有機電界発光ダイオードの第１電極（ａｎｏｄｅ）が接続されるようにしながら、透明な第２電極（ｃａｔｈｏｄｅ）を採用しないことで、有機電界発光素子を容易かつ安定的に駆動するようになる有機電界発光素子及びその製造方法を提供することにその目的がある。

上記目的を達成するために本発明の実施形態による有機電界発光素子は、画像が具現される領域であるサブピクセルが定義されており、相互に一定間隔離隔されて対向するように配置された第１、２基板と、第１基板内部にサブピクセル単位で形成され、各サブピクセルに少なくとも一つの薄膜トランジスタを具備したアレイ素子と、第２基板にサブピクセル単位で形成された有機電界発光ダイオードと、第１、２基板間の電気的連結のための所定の金属が被せられたスペーサーとが含まれ、この金属が被せられたスペーサーにより薄膜トランジスタのドレイン電極と有機電界発光ダイオードの第１電極とが電気的に連結されることを特徴とする。

また、本発明の実施形態による有機電界発光素子製造方法は、第１基板内部にサブピクセル単位で各サブピクセルに少なくとも一つの薄膜トランジスタを具備したアレイ素子が形成される段階と、第２基板にサブピクセル単位で有機電界発光ダイオードが形成される段階と、第１、２基板が金属を被せられたスペーサーにより電気的に連結されて、第１、２基板が合着される段階とが含まれ、この金属が被せられたスペーサーにより薄膜トランジスタのドレイン電極と有機電界発光ダイオードの第１電極とが電気的に連結されることを特徴とする。

以上の説明におけ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れば、第一に、生産収率及び生産管理効率を向上させることができて、第二に、上部発光方式であるため薄膜トランジスタ設計が容易になって高開口率／高解像度具現が可能であり、第三に、基板上に有機電界発光ダイオード用電極を構成するため、材料選択幅を広げることができ、第四に、上部発光方式でありながらカプセル封止構造であるため、外気から安定的な製品を提供することができるという長所がある。

また、各画素の駆動素子を形成する薄膜トランジスタをポリシリコーン薄膜トランジスタで構成して、駆動薄膜トランジスタのドレイン電極に有機電界発光ダイオードの第１電極が接続されるようにして、透明な第２電極を採用する必要がないし、有機電界発光素子の安定的な駆動を可能にする長所がある。

本発明の説明に先立ってデュアルパネルタイプの有機電界発光素子について説明する。

図４は、デュアルパネルタイプの有機電界発光素子の概略的な断面図であって、説明の便宜上隣接したサブピクセル領域を中心に図示した。

図示したように、相互に一定間隔離隔されるように第１、２基板１１０、１３０が配置されていて、第１基板１１０の透明基板１００内部面にはアレイ素子Ａが形成されていて、第２基板１３０の透明基板１０１内部面には有機電界発光ダイオード素子Ｅが形成されており、第１及び２基板１１０、１３０の縁部はシールパターン（図示せず）により封止される。

有機電界発光ダイオード素子Ｅには、共通電極として利用される第１電極１３２と、第１電極１３２下部でサブピクセル毎の境界部に位置するバッファー１３３及び隔壁１３４と、バッファー１３３内領域で有機電界発光層１３６が形成されて、隔壁１３４によりサブピクセル単位で分離されるパターンを有する第２電極１３８とが順序通り形成されている。

有機電界発光層１３６は、第１キャリア伝達層１３６ａ、発光層１３６ｂ、及び第２キャリア伝達層１３６ｃとが順序通り積層された構造で形成されている。第１、２キャリア伝達層１３６ａ、１３６ｃは、発光層１３６ｂに電子または正孔を注入及び輸送するように機能する。

第１、２キャリア伝達層１３６ａ、１３６ｃは、陽極及び陰極の配置構造によって決まる。一例として、発光層１３６ｂが高分子物質から選択されて、第１電極１３２を陽極、第２電極１３８を陰極として構成する場合には、第１電極１３２と連接する第１キャリア伝達層１３６ａは正孔注入層、正孔輸送層が順序通り積層された構造を形成して、第２電極１３８と連接する第２キャリア伝達層１３６ｃは電子注入層、及び電子輸送層とが順序通り積層された構造で形成される。

そして、アレイ素子Ａはポリシリコーン薄膜トランジスタＴを含む素子であって、有機電界発光ダイオード素子Ｅに電流を供給するために、サブピクセル単位で第２電極１３８と薄膜トランジスタＴを連結する位置に柱状のスペーサー１１４が位置し、このスペーサーの外廓部には所定の金属１１３が形成されて、所定の金属１１３は薄膜トランジスタＴのドレイン電極１１２と電気的に連結される。

それによって、スペーサー１１４は、一般的な液晶表示装置用スペーサーと違って、セルギャップ維持機能より両基板を電気的に連結させることを主目的とし、両基板間において柱状で一定の高さを有する特性を有する。

スペーサー１１４と薄膜トランジスタＴとの連結部位をさらに詳細に説明すると、薄膜トランジスタＴを覆う領域にドレイン電極１１２を一部露出させるドレインコンタクトホールを有する保護層１２４が形成されていて、保護層１２４上部にはドレインコンタクトホールを介してドレイン電極１１２と連結される所定の金属１１３が形成され、所定の金属１１３はスペーサー１１４を覆うように形成されて、結果的に第２基板上に形成された有機電界発光ダイオードＥと薄膜トランジスタＴとが電気的に連結されるようにする。

前述した薄膜トランジスタＴは、有機電界発光ダイオードＥと連結される駆動用ポリシリコーン（ｐ−Ｓｉ）薄膜トランジスタに該当し、所定の金属１１３は伝導性物質から選択され、望ましくは軟性を帯びて、抵抗率値が低い金属物質から選択されることが望ましい。

そして、これは有機電界発光層１３６から発光した光を第２基板１３０側に発光させる上部発光方式であることを特徴とする。

図面で提示しなかったが、アレイ素子Ａはゲートライン、ゲートラインと交差して相互に一定間隔離隔されるデータライン、電源ライン、ゲートラインとデータラインとが交差する地点に位置するスイッチング薄膜トランジスタ、及びストレージキャパシターとをさらに含む。

このようなデュアルパネルタイプの有機電界発光素子は、アレイ素子と有機電界発光ダイオード素子とを相異なる基板上に構成するため、従来のアレイ素子と有機電界発光ダイオード素子とを同一基板上に形成する場合と比較した際、アレイ素子の収率が有機電界発光ダイオード素子の影響を受けることがないため各素子の生産管理側面でも擁護的な特性を示すことができる。

また、前述した条件下において上部発光方式で画面を具現するようにすれば、開口率を念頭に置かずに薄膜トランジスタを設計することができてアレイ工程効率を高めることができて、高開口率／高解像度製品を提供することができ、デュアルパネルタイプで有機電界発光ダイオード素子を形成するため、従来の上部発光方式より外気を效果的に遮断することができて製品の安全性を高めることができる。

また、従来の下部発光方式の製品で発生した薄膜トランジスタ設計に対しても有機電界発光ダイオード素子と別途の基板に構成するによって、薄膜トランジスタの配置に対する自由度を十分に得ることができて、有機電界発光ダイオード素子の第１電極を透明基板上に形成するため、従来のアレイ素子上部に第１電極を形成する構造と比較した時、第１電極に対する自由度を高めることができる長所を有するようになる。

ただし、先に図１で説明したようにポリシリコーン（ｐ−Ｓｉ）薄膜トランジスタはｐ−ｔｙｐｅで構成されることが一般的であり、それによって駆動薄膜トランジスタＴのドレイン電極１２２に電気的に連結される有機電界発光ダイオードＥの電極は陽極になってこそ安定的な動作が可能になる。

したがって、第１電極１３２を陽極としてのＩＴＯ電極を用いて、第２電極１３８を陰極として仕事関数が低いアルミニウム（Ａｌ）などの金属を用いるようにすれば、駆動薄膜トランジスタＴのドレイン電極１２２が有機電界発光ダイオードＥの陰極と接するようになり、結果的に安定的な動作を具現することができなくなる問題が発生する。

これを克服するために、第１電極１３２と第２電極１３８との位置を相互に変える反転ＥＬ構造を適用する方法を提案することができるが、この場合、上部発光のためには透明陰極膜を開発適用しなければならないという問題がある。

また、透明陰極膜の蒸着のためにプラズマを用いる場合、有機電界発光層１３６が損傷されるという問題点がある。

本発明は、上記のような問題点を克服するために創出されたものであって以下図面を参照してさらに詳細に説明する。

図５は、本発明による有機電界発光素子の概略的な断面図であって、説明の便宜上隣接したサブピクセル領域を中心に図示した。

また、図６は、図５に示した本発明による有機電界発光素子の上部基板に対する平面図であって、一つのサブピクセル領域を中心に図示した。

ただし、図５は、図４に示したデュアルパネルタイプの有機電界発光素子の断面と対応するものであって、図４と同一な構成要素に対しては同一な符号番号を用いており、それに対する詳細な説明は省略している。

すなわち、本発明は、図４と比較する時第１基板１１０の構成は同一であるが、第２基板５３０に形成された第１電極５３２及び第２電極５３８、バッファー５３３及び隔壁５３４が、従来と相異なった形態に形成されている。第１基板１１０上に具備されたｐ−ｔｙｐｅの駆動薄膜トランジスタＴのドレイン電極１１２が第２基板１３０上に形成された有機電界発光ダイオードＥの陽極、すなわち第１電極５３２と電気的に連結されて、有機電界発光ダイオードＥの陰極すなわち、第２電極５３８を上部発光のために透明に形成しなくても良いことを特徴とする。

言い換えれば、本発明は、有機電界発光ダイオードの積層順序を反転ＥＬ構造ではない基本ＥＬ構造を維持しながら、上部発光方式を具現することができるものである。

基本ＥＬ構造とは、有機電界発光ダイオードを形成することにおいて、基板（第２基板）から第１電極、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔伝達層（ＨＴＬ）、発光層（ＥＭＬ）、電子伝達層（ＥＴＬ）、及び第２電極の順序で積層することを言う。

反転ＥＬ構造とは、その反対に基板（第２基板）から第２電極、電子伝達層（ＥＴＬ）、発光層（ＥＭＬ）、正孔伝達層（ＨＴＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）、及び第１電極の順序で積層することを言う。

反転ＥＬ構造は先に言及した有機電界発光素子の駆動不安定問題を克服するために提示された構造であるが、これは有機発光層及び陽極の界面が損傷を受けやすく、素子の特性に影響を与えてしまうという問題点を有している。

このように本発明は、反転ＥＬ構造を維持しながら有機電界発光ダイオードの第１電極５３２と第１基板上に形成された駆動薄膜トランジスタＴのドレイン電極１１２が電気的に連結されるように第２基板５３０を構成することによって、安定的な上部発光方式駆動を可能にする。ただし、駆動薄膜トランジスタＴはｐ−ｔｙｐｅのポリシリコーン（ｐ−Ｓｉ）薄膜トランジスタである。

すなわち、図５及び図６を参照すると、第２基板５３０の透明基板５０１上に有機電界発光ダイオードＥの第１電極５３２が各サブピクセル単位でパターニングされて形成されており、第１電極５３２のエッジ領域Ｂ及び第１電極５３２上の所定の領域Ｃすなわち、第１基板１１０に形成された金属１１３が被せられたスペーサー１１４と接するようになる部分の外廓部にバッファー５３３が形成されて、所定の領域Ｃに形成されたバッファー５３３の上部には隔壁５３４が形成される。

ここで、バッファー５３３は、それぞれのサブピクセルの領域を区画する役割及び有機電界発光層５３６が形成される領域を定義する役割を遂行する。

すなわち、バッファー５３３が第１電極５３２のエッジ領域Ｂに形成されることによって、各サブピクセルの領域を区画し、また、有機電界発光層５３６は各サブピクセルにおいてバッファー５３３により定義された領域内でだけ形成される。

ただし、バッファー５３３及び隔壁５３４により囲まれたサブピクセル内の領域には有機電界発光層が形成されない。

有機電界発光層５３６は、正孔伝達層５３６ａ、発光層５３６ｂ、及び電子伝達層５３６ｃが順序通り積層された構造で形成されており、正孔及び電子伝達層５３６ａ、５３６ｃは発光層５３６ｂに正孔または電子を注入及び輸送する役割をする。

この時、第１電極５３２と連接する正孔伝達層５３６ａは、正孔注入層及び正孔輸送層が順序通り積層された構造を形成して、第２電極５３８と連接する諸電子伝達層５３６ｃは、電子注入層及び電子輸送層が順序通り積層された構造で構成される。

このように、有機電界発光層５３６がバッファー５３３内領域に形成されると、その上部に第２電極５３８が形成される。ただし、第２電極５３８は基板の全面に形成されて共通電極の役割を遂行する。

これにより、第１電極５３２は、各サブピクセル単位でパターニングされて形成されて画素電極としての役割を遂行する。

本発明の場合、サブピクセル内領域のうちバッファー５３３及び隔壁５３４により囲まれた領域すなわち、第１基板１１０上に形成された金属１１３が被せられたスペーサー１１４と接する部分は、有機電界発光層が形成されないため第１電極５３２と第２電極５３８が連接している。

先に図４で説明したように、第１基板上に形成されたアレイ素子Ａはポリシリコーン薄膜トランジスタＴを含む素子であって、第２基板上に形成された有機電界発光ダイオードＥに電流を供給するために、サブピクセル単位で有機電界発光ダイオードＥと薄膜トランジスタＴとを連結する位置に柱状のスペーサー１１４が位置し、スペーサー１１４の外廓部には所定の金属１１３が形成されて、所定の金属１１３は薄膜トランジスタＴのドレイン電極１１２と電気的に連結される。

すなわち、所定の金属１１３はスペーサー１１４を覆うように形成されて、結果的に第２基板上に形成された有機電界発光ダイオードＥと薄膜トランジスタＴのドレイン電極とが電気的に連結されるようにするが、本発明の場合、金属１１３が被せられたスペーサー１１４が有機電界発光ダイオードＥに接する際において、第２電極５３８を経て第１電極５３２と接するようになるため薄膜トランジスタＴのドレイン電極１１２は有機電界発光ダイオードＥの第１電極５３２と電気的に連結されることができるようになる。

これにより本発明による第２基板の構造を適用した場合には、基本ＥＬ構造を維持しながら有機電界発光ダイオードの第１電極と第１基板上に形成された駆動薄膜トランジスタのドレイン電極が電気的に連結されるように第２基板を構成することによって、安定的な上部発光方式駆動を可能にすることができる。ただし、駆動薄膜トランジスタはｐ−ｔｙｐｅのポリシリコーン（ｐ−Ｓｉ）薄膜トランジスタである。

図７Ａ〜図７Ｆは、本発明による有機電界発光素子の製造工程を示す工程断面図である。ただし、これは図５に示した断面図を中心にして図示したものである。

まず図７Ａを参照すると、第１基板１１０の上部にアレイ素子Ａが形成される。この段階では透明基板上にバッファー層を形成する段階と、バッファー層上部に半導体層及びキャパシター電極を形成する段階と、半導体層上部にゲート電極、ソース及びドレイン電極すなわち、薄膜トランジスタを形成する段階と、キャパシター電極上部に位置して、ソース電極と連結されるパワー電極を形成する段階とを含む。

この時、薄膜トランジスタは駆動用薄膜トランジスタＴを含んで各サブピクセル別に複数個が形成されることができ、これはｐ−ｔｙｐｅのポリシリコーン薄膜トランジスタであることを特徴とする。

この段階では、後続工程における第１、２基板間の電気的連結のための電気的連結パターンであって、所定の金属１１３が被せられたスペーサー１１４を形成することができる。

次に図７Ｂに示したように、第２基板の透明基板５０１上に有機電界発光ダイオードの第１電極５３２を各サブピクセル単位でパターニングして形成する。

この時、第１電極５３２は透明導電物質でＩＴＯ電極が使われることが望ましい。

次に図７Ｃに示したように、第１電極５３２のエッジ領域Ｂ及び第１電極５３２上の所定の領域Ｃ上にバッファーが形成されて、所定の領域Ｃに形成されたバッファー５３３の上部には隔壁５３４が形成される。

ここで、所定の領域Ｃは、アレイ素子（図５のＡ）が具備された第１基板に形成された金属１１３が被せられたスペーサー１１４と接するようになる部分の外廓領域を意味するものであって、この領域Cにはバッファー５３３及び隔壁５３４が形成される。

この時、バッファー５３３は、それぞれのサブピクセルの領域を区画する役割及び有機電界発光層５３６が形成される領域を定義する役割を遂行する。

次に図７Ｄに示したように、有機電界発光層５３６が各サブピクセルにおいてバッファー５３３により定義された領域内で形成される。

ただし、バッファー５３３及び隔壁５３４により囲まれたサブピクセル内の領域には有機電界発光層が形成されない。

ここで、有機電界発光層５３６は、正孔伝達層５３６ａ、発光層５３６ｂ、及び電子伝達層５３６ｃが順序通り積層された構造で形成されており、正孔及び電子伝達層５３６ａ、５３６ｃは発光層５３６ｂに正孔または電子を注入及び輸送する役割をする。

この時、第１電極と連接する正孔伝達層５３６ａは正孔注入層及び正孔輸送層が順序通り積層された構造を形成して、今後第２電極と連接する諸電子伝達層５３６ｃは電子注入層及び電子輸送層が順序通り積層された構造で構成される。

このように有機電界発光層５３６がバッファー５３３内領域に形成されると、図７Ｅに示したように、その上部に有機電界発光ダイオードの第２電極５３８が形成される。ただし、第２電極５３８は基板の全面に形成されて共通電極の役割を遂行するようになる。また、第２電極は仕事関数が低い金属の中から選択されることが望ましい。その一例としてアルミニウム（Ａｌ）などを挙げることができる。

すなわち、本発明の場合、サブピクセル内領域のうちバッファー５３３及び隔壁５３４により囲まれた領域、すなわち、第１基板上に形成された金属１１３が被せられたスペーサー１１４と接するようになる部分は有機電界発光層が形成されないため、第１電極５３２と第２電極５３８が連接するようになる。

その後、図７Ｆに示したように第１、２基板を合着してカプセル封止すれば、金属１１３が被せられたスペーサー１１４により第１、２基板が相互に電気的に連結しており、これは、結果的に第２基板上に形成された有機電界発光ダイオードの第１電極５３２と第１基板上に形成された駆動薄膜トランジスタＴのドレイン電極１１２とが電気的に連結されることである。

従来のＡＭＯＬＥＤの基本画素（サブピクセル）構造を示した回路図。 従来の有機電界発光素子の概略的な断面図。 図２に示した下部発光方式有機電界発光素子の一つのサブピクセル領域に対応する拡大断面図。 デュアルパネルタイプの有機電界発光素子の概略的な断面図。 本発明による有機電界発光素子の概略的な断面図。 図５に示した本発明による有機電界発光素子の上部基板に対応する平面図。 本発明による有機電界発光素子の製造工程を示す工程断面図。 本発明による有機電界発光素子の製造工程を示す工程断面図。 本発明による有機電界発光素子の製造工程を示す工程断面図。 本発明による有機電界発光素子の製造工程を示す工程断面図。 本発明による有機電界発光素子の製造工程を示す工程断面図。 本発明による有機電界発光素子の製造工程を示す工程断面図。

符号の説明

５０１ 透明基板
５３０ 第２基板
５３２ 第１電極
５３３ バッファー
５３４ 隔壁
５３６ 有機電界発光層
５３８ 第２電極

Claims (10)

1. 画像が具現される領域であるサブピクセルが定義されており、相互に一定間隔離隔されて対向するように配置された第１、２基板と、
   前記第１基板内部にサブピクセル単位で形成され、各サブピクセルに少なくとも一つの薄膜トランジスタを具備したアレイ素子と、
   前記薄膜トランジスタ上部に形成されて、前記薄膜トランジスタのドレイン電極を露出するコンタクトホールを含む保護層と、
   前記保護層上部にサブピクセル単位で形成されたスペーサーと、
   前記コンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスタのドレイン電極と連結されて前記スペーサーを覆う金属と、
   前記第２基板にサブピクセル単位で形成された有機電界発光ダイオードとが含まれ、
   前記第２基板に形成された有機電界発光ダイオードは、
   前記第２基板にサブピクセル単位でパターニングされて形成された第１電極と、
   前記第１電極のエッジ領域であって、前記パターニングに沿った前記第１の電極が形成されていない領域であるエッジ領域に形成される第１のバッファー及び前記第１電極上の所定の領域に、有機電界発光層が形成される領域を区画するように形成される第２のバッファーと、
   前記所定の領域に形成された第２のバッファーの上部に形成される隔壁と、
   前記各サブピクセルにおいて前記第１および第２のバッファーにより定義された領域内で形成される有機電界発光層と、
   前記有機電界発光層が形成された第２基板の全面に形成される有機電界発光ダイオードの第２電極とで構成されて、
   前記所定の領域は、前記第１基板に形成された金属が被せられたスペーサーと接する部分の外郭領域で、前記所定の領域には有機電界発光層が形成されておらず、
   前記金属が被せられたスペーサーにより前記薄膜トランジスタのドレイン電極と前記有機電界発光ダイオードの第１電極とが電気的に連結されることを特徴とする有機電界発光素子。
2. 前記金属が被せられたスペーサーは、サブピクセル単位で前記第２基板に具備された有機電界発光ダイオードと、前記第１基板に具備された薄膜トランジスタとを電気的に連結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。
3. 前記金属が被せられたスペーサーが前記有機電界発光ダイオードに接する際に前記第２電極を経て前記第１電極と電気的に連結されることにより、前記薄膜トランジスタのドレイン電極が前記有機電界発光ダイオードの第１電極と電気的に連結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素子。
4. 前記所定の領域内には前記第１電極と前記第２電極とが相互に連接されてい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。
5. 前記薄膜トランジスタは駆動薄膜トランジスタを含んで各サブピクセル個別に一つ以上形成され、該薄膜トランジスタはｐ−ｔｙｐｅのポリシリコーン薄膜トランジスタであ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。
6. 第１基板内部にサブピクセル単位で各サブピクセルに少なくとも一つの薄膜トランジスタを具備したアレイ素子が形成される段階と、
   第２基板にサブピクセル単位で有機電界発光ダイオードが形成される段階と、
   前記第１、２基板が金属を被せられたスペーサーにより電気的に連結されて、前記第１、２基板を合着させる段階とが含まれ、
   前記有機電界発光ダイオードが形成される段階は、
   前記第２基板に前記第１電極が各サブピクセル単位でパターニングされて形成される段階と、
   前記第１電極のエッジ領域であって、前記パターニングに沿った前記第１の電極が形成されていない領域であるエッジ領域上に第１のバッファーが形成され及び前記第１電極上の所定の領域上に、有機電界発光層が形成される領域を区画するように第２のバッファーが形成されて、前記所定の領域に形成された第２のバッファーの上部には隔壁が形成される段階と、
   前記有機電界発光層が各サブピクセルにおいて前記第１および第２のバッファーにより定義された領域内で形成される段階と、
   前記有機電界発光層が形成された第２基板の全面に有機電界発光ダイオードの第２電極が形成される段階とが含まれ、
   前記薄膜トランジスタを具備したアレイ素子が形成される段階は、
   ドレイン電極が含まれた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上部に形成して、前記薄膜トランジスタのドレイン電極を露出するコンタクトホールを含んだ保護層を形成する段階と、
   前記保護層上部にスペーサーを形成する段階と、
   前記コンタクトホールを通じて上記薄膜トランジスタのドレイン電極と連結されて前記スペーサーを覆う金属を形成する段階とが含まれ、
   前記所定の領域は、前記第１基板に形成された金属が被せられたスペーサーと接する部分の外郭領域で、前記所定の領域内には有機電界発光層が形成されず、
   前記金属が被せられたスペーサーにより前記薄膜トランジスタのドレイン電極と前記有機電界発光ダイオードの第１電極とが電気的に連結されることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
7. 前記金属が被せられたスペーサーは、サブピクセル単位で前記第２基板に具備された有機電界発光ダイオードと、前記第１基板に具備された薄膜トランジスタとを電気的に連結す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の製造方法。
8. 前記金属が被せられたスペーサーが前記有機電界発光ダイオードに接する際に前記第２電極を経て前記第１電極と電気的に連結されることにより、前記薄膜トランジスタのドレイン電極が前記有機電界発光ダイオードの第１電極と電気的に連結され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の製造方法。
9. 前記所定の領域内には前記第１電極と前記第２電極とが相互に連接されてい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の製造方法。
10. 前記薄膜トランジスタは駆動薄膜トランジスタを含んで各サブピクセル個別に一つ以上形成され、該薄膜トランジスタはｐ−ｔｙｐｅのポリシリコーン薄膜トランジスタ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の製造方法。

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