(57)【要約】　　　（修正有）【課題】生産収率が向上された高解像度／高開口率構造アクティブマトリックス型有機電界発光素子を提供する。【解決手段】赤、緑、青サブピクセルで構成されるピクセルが定義され、相互接するように配置された第１基板１１０、第２基板１３０において、第１基板上にサブピクセル単位で形成された複数個のスイッチング素子を含むアレー素子１１２と；第２基板下部に配置された、青色光を赤、緑、青三原色に変換させる赤、緑、青色変換層１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃを有する色変換部１３６と；色変換部下部に配置された、透光性を有する導電性物質からなる第１電極１４０と；第１電極下部に配置された、青色発光層を有する有機電界発光層１４４と；有機電界発光層下部においてサブピクセル単位でパターン化された第２電極１４６と；スイッチング素子及び第２電極が対応する位置に形成され、スイッチング素子及び第２電極を電気的に連結させる電気的コネクタ１４８とを含む有機電界発光素子。【選択図】　図５
2004031317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤、緑、青サブピクセルで構成されるピクセルが定義され、相互に接するように配置された第１基板、第２基板において、
前記第１基板上にサブピクセル単位で形成された複数個のスイッチング素子を含むアレー素子と；
前記第２基板下部に配置された、青色光を赤、緑、青三原色に変換させる赤、緑、青色変換層を有する色変換部と；
前記色変換部下部に配置し、光透過性を有する導電性物質からなる第１電極と；
前記第１電極下部に配置された、青色発光層を有する有機電界発光層と；
前記有機電界発光層下部でサブピクセル単位でパターン化された第２電極と；前記スイッチング素子及び第２電極が対応する位置に形成され、前記スイッチング素子及び第２電極を電気的に連結させる電気的コネクタとを含むことを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
前記第１電極下部には、前記有機電界発光層及び第２電極をサブピクセル単位でパターン化させる隔壁をサブピクセル間の境界部に配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。
【請求項３】
前記第２電極は、シャドウマスクを利用した蒸着工程によりパターン化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素子。
【請求項４】
前記電気的コネクタをなす物質は、延性を帯びており、抵抗率値が低い金属物質から選択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。
【請求項５】
前記第１電極は、陽極であって、前記第２電極は陰極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。
【請求項６】
前記第２電極は、不透明金属物質から選択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。
【請求項７】
前記アレー素子には、前記スイッチング素子と連結され、前記電気的コネクタと直接的に連結される電極連結パターン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。
【請求項８】
前記スイッチング素子は、半導体層、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極からなり、前記電極連結パターンはソース電極及びドレイン電極のうちのいずれか一つの電極に該当することを特徴とする請求項１または請求項７のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
前記有機電界発光層は、電子、正孔中いずれか一つを輸送または注入する有機物質層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。
【請求項１０】
前記有機電界発光層から発光された光を、前記第１電極の方に発光させることを特徴とする請求項１に記載の上部発光方式有機電界発光素子。
【請求項１１】
前記色変換部は、前記赤、緑、青色変換層のカラー別境界部に配置するブラックマトリックス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。
【請求項１２】
前記色変換部と第１電極間の区間には平坦化層がさらに含ま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。
【請求項１３】
赤、緑、青サブピクセルで構成されるピクセルが定義された第１基板、第２基板を備える段階と；
前記第１基板上部にサブピクセル別にスイッチング素子を有するアレー素子を形成する段階と；
前記アレー素子上部に、前記スイッチング素子と連結される電気的コネクタを形成する段階と；
前記第２基板上に、赤、緑、青色変換層を有する色変換部を形成する段階と；
前記色変換部上部に平坦化層を形成する段階と；
前記平坦化層上部に透光性を有する第１電極を形成する段階と；
前記第１電極上部のサブピクセル別境界部に隔壁を形成する段階と；
前記隔壁間の区間に青色発光層を有する有機電界発光層及び第２電極を順序どおり形成する段階と；
前記電気的コネクタと第２電極を連結して、前記第１基板、第２基板を電気的に連結させる段階とを含むことを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１４】
赤、緑、青サブピクセルで構成されるピクセルが定義された第１基板、第２基板を備える段階と；
前記第１基板上部にサブピクセル別にスイッチング素子を有するアレー素子を形成する段階と；
前記アレー素子上部に、前記スイッチング素子と連結される電気的コネクタを形成する段階と；
前記第２基板上に、赤、緑、青色変換層を有する色変換部を形成する段階と；
前記色変換部上部に平坦化層を形成する段階と；
前記平坦化層上部に透光性を有する第１電極を形成する段階と；
前記第１電極上部に青色発光層を有する有機電界発光層を形成する段階と；
前記有機電界発光層上部にサブピクセル単位で第２電極を形成する段階と；
前記電気的コネクタと第２電極を連結して、前記第１基板、第２基板を電気的に連結させる段階とを含むことを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記第１基板、第２基板を電気的に連結させる段階前に、前記第１基板、第２基板のうちのいずれか一つの基板の縁部にシールパターンを形成する段階を含み、前記第１基板、第２基板を電気的に連結させる段階では前記シールパターンを利用して前記第１基板、第２基板を合着させる段階を含むことを特徴とする請求項１３または請求項１４のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記色変換部を形成する段階では、サブピクセル間の境界部にブラックマトリックスを形成する段階と、前記ブラックマトリックスをカラー別境界部にして赤、緑、青色変換層を順序どおり形成する段階を含むことを特徴とする請求項１３または請求項１４のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第２電極を形成する段階では、シャドウマスクを利用して第２電極物質をサブピクセル単位で蒸着する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素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機電界発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ　Ｄｅｖｉｃｅ）に係り、特に上部発光方式のアクティブマトリックス型有機電界発光素子に関する。
【０００２】
【関連技術】
新しい平板ディスプレー素子のうちの一つである有機電界発光素子は、自己発光型であるために液晶表示装置に比べて視野角、コントラストなどが優秀であり、バックライトが要らないために軽量薄形が可能であって、消費電力側面でも有利である。そして、直流低電圧駆動が可能であって応答速度が速くて、全部固体であるために外部衝撃に強くて使用温度範囲も広い。さらに製造費用の面でも低廉であるという長所を有している。
【０００３】
特に、前記有機電界発光素子の製造工程は、液晶表示装置（ＬＣＤ）やプラズマ表示装置（ＰＤＰ）の場合と異なり蒸着及びカプセル封止装備が殆ど全体を占めているために、工程が非常に単純である。
【０００４】
これまで、このような有機電界発光素子の駆動方式として別途のスイッチング素子を備えないパッシブマトリックス型が主に利用されていた。
【０００５】
しかし、前記パッシブマトリックス方式では走査線と信号線が交差しながらマトリックス状に素子を構成しており、各々のピクセルを駆動するために走査線を時間によって順次に駆動するので、要求される平均輝度を示すためには平均輝度にライン数を掛け合わせただけの瞬間輝度を出さなければならない。
【０００６】
しかし、アクティブマトリックス方式においては、ピクセルをオン／オフするスイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をサブピクセル別に配置して、この薄膜トランジスタと連結された第１電極はサブピクセル単位でオン／オフさせて、この第１電極と接する第２電極が共通電極になる。
【０００７】
そして、前記アクティブマトリックス方式においては、ピクセルに印加された電圧がストレージキャパシタに充電されていて、その次のフレーム信号が印加される時まで電源を印加することによって、走査線数に関係なく１画面期間引続き駆動する。
【０００８】
したがって、アクティブマトリックス方式によると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、大型化が可能な長所を有する。
【０００９】
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。
【００１０】
図１は、一般的なアクティブマトリックス型有機電界発光素子の基本ピクセル構造を示した図面である。
【００１１】
図示したように、第１方向に走査線ＧＬが形成されていて、この第１方向と交差する第２方向に相互に一定間隔離隔された信号線ＳＬ及び電力供給ラインＰＬが形成されていて、一つのサブピクセル領域を定義する。
【００１２】
前記走査線ＧＬと信号線ＳＬの交差地点にはアドレッシングエレメントであるスイッチング薄膜トランジスタＴ１が形成されていて、このスイッチング薄膜トランジスタＴ１及び電力供給ラインＰＬと連結されてストレージキャパシタＣＳＴが形成されている。このストレージキャパシタＣＳＴ及び電力供給ラインＰＬ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Ｔ２が形成されていて、この駆動薄膜トランジスタＴ２と連結されて有機電界発光ダイオードＥＤが構成されている。
【００１３】
この有機電界発光ダイオードＥＤは、有機発光物質に順方向の電流を供給すれば、正孔提供層である陽極と電子提供層である陰極間のＰ−Ｎ接合部分を通して電子と正孔が移動しながら相互に結合する。前記電子−正孔結合は前記電子と正孔が各々離れているときより小さいエネルギーを有するので、電子と正孔が結合しながらエネルギーを発散する。このとき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、有機電界発光素子は電子と正孔の再結合により発生するエネルギーを利用して光を発散するものである。
【００１４】
前記有機電界発光素子は、有機電界発光ダイオードを通して発光された光の透過方向によって上部発光方式（ｔｏｐ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｔｙｐｅ）と下部発光方式（ｂｏｔｔｏｍ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｔｙｐｅ）に分けられる。
【００１５】
図２は関連技術における下部発光方式有機電界発光素子の概略的な断面図であって、赤、緑、青サブピクセルで構成される一つのピクセル領域を中心に図示した。
【００１６】
図示したように、第１基板１０及び第２基板３０が相互に接するように配置されていて、第１基板１０、第２基板３０の縁部はシールパターン４０により封止されている。第１基板１０の透明基板１上部にはサブピクセル別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が形成されている。薄膜トランジスタＴ及び第１電極１２の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、緑、青カラーの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。前記第１電極１２、第２電極１６は有機電界発光層１４に電界を印加する役割を有する。
【００１７】
そして、前述したシールパターン４０により第２電極１６と第２基板３０間は一定間隔離隔されており、図面に示さなかったが、第２基板３０の内部面には外部からの水分を遮断する吸湿剤及び該吸湿剤と第２基板３０間の接着のための半透性テープが含まれる。
【００１８】
一例として、下部発光方式構造において前記第１電極１２を陽極として、第２電極１６を陰極として構成する場合、第１電極１２は透明導電性物質で構成し、第２電極１６は仕事関数が低い金属物質で構成する。このような条件下で前記有機電界発光層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、電子輸送層１４ｄの順序に積層された構造をなす。このとき、前記発光層１４ｃはサブピクセル別に赤、緑、青カラーを具現する発光物質が順序どおり配置された構造を有する。
【００１９】
図３は、前記図２の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ついての拡大断面図である。
【００２０】
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が順序どおり形成されて薄膜トランジスタ領域をなしており、ソース電極８０及びドレイン電極８２には図示しなかった電源供給ライン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が各々連結されている。そして、前記パワー電極７２と対応する下部には絶縁体が介在した状態で前記半導体層６２と同一物質からなるキャパシタ電極６４を配置してあり、これらが対応する領域はストレージキャパシタ領域をなす。前記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領域に形成された素子はアレー素子Ａをなす。
【００２１】
前記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で構成される。前記有機電界発光ダイオードＥは自己発光による光を外部に放出させる発光領域に配置する。
【００２２】
このように、既存の有機電界発光素子は、アレー素子Ａと有機電界発光ダイオードＥが同一基板上に積層された構造からなることを特徴とした。
【００２３】
図４は、これまでの有機電界発光素子の製造工程についての工程流れ図である。
【００２４】
ｓｔ１は、第１基板上にアレー素子を形成する段階である。前記第１基板は透明基板（図３の１）を指称するものであって、ｓｔ１は第１基板上に走査線と、該走査線と交差して相互に一定間隔離隔される信号線及び電力供給線と、走査線及び信号線と交差する地点に形成されるスイッチング薄膜トランジスタ、及び走査線及び電力供給線が交差する地点に形成される駆動薄膜トランジスタを含むアレー素子を形成する段階を含む。
【００２５】
ｓｔ２は、有機電界発光ダイオードの第１構成要素である第１電極を形成する段階である。第１電極は駆動薄膜トランジスタと連結されてサブピクセル別にパターン化される。
【００２６】
ｓｔ３は、前記第１電極上部に有機電界発光ダイオードの第２構成要素である有機電界発光層を形成する段階である。前記第１電極を陽極として構成する場合に、前記有機電界発光層は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層順で積層構成されうる。もしも第１電極が陰極である場合にはこのような積層順序は逆にすることができる。
【００２７】
ｓｔ４では前記有機電界発光層上部に有機電界発光ダイオードの第３構成要素である第２電極が形成される。前記第２電極は共通電極として基板全面に形成される。
【００２８】
ｓｔ５は、もう一方の基板である第２基板を利用して第１基板をカプセル封止する段階である。この段階では第１基板を外部衝撃から保護して外気流入による有機電界発光層の損傷を防止するために、第１基板の外郭を第２基板でカプセル封止するが、この際前記第２基板の内部面に吸湿剤を含めることができる。
【００２９】
このように、既存の下部発光方式有機電界発光素子は、アレー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（例えば第２基板）の合着を通して素子を製作した。この場合、アレー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に、既存の有機電界発光素子構造においては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幅に制限される問題点があった。例えば、アレー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ほかの要素により不良が発生するようになれば、有機電界発光素子全体は不良等級と判定される。これにより、良品のアレー素子を製造するのに必要とされた諸般経費及び材料費の損失を招き、生産収率が低下する問題点があった。
【００３０】
そして、下部発光方式は、カプセル封止による安全性及び工程の自由度が高い反面、開口率の制限があって高解像度製品に適用し難い問題点がある。すなわち、前に説明したように、第１基板には走査線及び信号線のような金属ラインと薄膜トランジスタが形成されているので、有機電界発光ダイオードから発生した光が遮断される場合が発生する。これに反し、上部発光方式は薄膜トランジスタ設計が容易であって開口率向上が可能であるために製品寿命の面で有利である。しかし、既存の上部発光方式構造においては有機電界発光層上部に通常的に陰極を配置するによって材料選択幅が狭まって、この制限的に選択された材料のために透過度が制限されて光効率が低下する問題が発生する。光透過度の低下を最小化するために薄膜型保護膜を構成しなければならない場合も発生するが、このときは外気を十分に遮断できない問題がある。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
前記問題点を解決するために、本発明では生産収率が向上された高解像度／高開口率構造アクティブマトリックス型有機電界発光素子を提供することを目的にする。このために、本発明ではアレー素子と有機電界発光ダイオードを相異なる基板に製作することを特徴とする。
【００３２】
また、本発明では有機電界発光層を含む基板における工程を単純化することをまた一つの目的にし、このためにフルカラー有機電界発光素子を製作するための様々なカラー化方法のうち、シャドウマスク工程の省略で工程を単純化させている。また、本発明では光効率が比較的高いＣＣＭ（ｃｏｌｏｒ　ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｍｅｄｉｕｍ）カラー化方法を利用する。このＣＣＭ方式においては、基板と有機電界発光素子用第１電極間に短波長光を赤、緑、青三原色に変換させる色変換層を介在して、その上部に短波長発光層を含む有機電界発光層を構成する方法でフルカラーを具現することを特徴とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第１特徴では、赤、緑、青サブピクセルで構成されるピクセルが定義され、相互に接するように配置された第１基板、第２基板において、前記第１基板上にサブピクセル単位で形成された複数個のスイッチング素子を含むアレー素子と；前記第２基板下部に配置されていて、青色光を赤、緑、青三原色に変換させる赤、緑、青色変換層を有する色変換部と；前記色変換部下部に配置された、透光性を有する導電性物質からなる第１電極と；前記第１電極下部に配置された、青色発光層を有する有機電界発光層と；前記有機電界発光層の下部においてサブピクセル単位でパターン化された第２電極と；前記スイッチング素子及び第２電極が対応する位置に形成されており、前記スイッチング素子及び第２電極を電気的に連結させる電気的コネクタとを含む有機電界発光素子を提供する。
【００３４】
前記第１電極の下部には、前記有機電界発光層及び第２電極をサブピクセル単位でパターン化させる隔壁をサブピクセル間の境界部に配置し、前記第２電極はシャドウマスクを利用した蒸着工程によりパターン化されることを特徴とする。
【００３５】
そして、前記電気的コネクタをなす物質は延性を帯びており、抵抗率値が低い金属物質から選択されることを特徴とする。
【００３６】
前記第１電極は、陰極であって、前記第２電極は陽極であり、前記第２電極は不透明金属物質から選択されることを特徴とする。
【００３７】
前記アレー素子には、前記スイッチング素子と連結され、前記電気的コネクタと直接的に連結される電極連結パターンを含み、前記スイッチング素子は、半導体層、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極からなり、前記電極連結パターンはソース電極及びドレイン電極のうちのいずれか一つの電極に該当することを特徴とし、前記有機電界発光層は電子、正孔のうちのいずれか一つを輸送または注入する有機物質層をさらに含んでおり、前記有機電界発光素子は、前記有機電界発光層から発光された光を第１電極の方に発光させる上部発光方式有機電界発光素子であることを特徴とする。
【００３８】
前記色変換部は、前記赤、緑、青色変換層のカラー別境界部に配置するブラックマトリックスをさらに含んでいて、前記色変換部と第１電極間の区間には平坦化層がさらに含まれることを特徴とする。
【００３９】
本発明の第２特徴では、赤、緑、青サブピクセルで構成されるピクセルが定義された第１基板、第２基板を備える段階と；前記第１基板上部にサブピクセル別にスイッチング素子を有するアレー素子を形成する段階と；前記アレー素子上部に、前記スイッチング素子と連結される電気的コネクタを形成する段階と；前記第２基板上に、赤、緑、青色変換層を有する色変換部を形成する段階と；前記色変換部上部に平坦化層を形成する段階と；前記平坦化層上部に透光性を有する第１電極を形成する段階と；前記第１電極上部のサブピクセル別境界部に隔壁を形成する段階と；前記隔壁間の区間に青色発光層を有する有機電界発光層及び第２電極を順序どおり形成する段階と；前記電気的コネクタと第２電極を連結して、前記第１基板、第２基板を電気的に連結させる段階を含む有機電界発光素子の製造方法を提供する。
【００４０】
本発明の第３特徴では、赤、緑、青サブピクセルで構成されるピクセルが定義された第１基板、第２基板を備える段階と；前記第１基板上部にサブピクセル別にスイッチング素子を有するアレー素子を形成する段階と；前記アレー素子上部に、前記スイッチング素子と連結される電気的コネクタを形成する段階と；前記第２基板上に、赤、緑、青色変換層を有する色変換部を形成する段階と；前記色変換部上部に平坦化層を形成する段階と；前記平坦化層上部に透光性を有する第１電極を形成する段階と；前記第１電極上部に青色発光層を有する有機電界発光層を形成する段階と；前記有機電界発光層上部にサブピクセル単位で第２電極を形成する段階と；前記電気的コネクタと第２電極を連結して、前記第１基板、第２基板を電気的に連結させる段階とを含む有機電界発光素子の製造方法を提供する。
【００４１】
前記第１基板、第２基板を電気的に連結させる段階前に、前記第１基板、第２基板のうちのいずれか一つの基板の縁部にシールパターンを形成する段階を含み、前記第１基板、第２基板を電気的に連結させる段階においては前記シールパターンを利用して前記第１基板、第２基板を合着させる段階を含むことを特徴とし、前記色変換部を形成する段階では、サブピクセル間の境界部にブラックマトリックスを形成する段階と、前記ブラックマトリックスをカラー別境界部にして赤、緑、青色変換層を順序どおり形成する段階を含むことを特徴とする。
【００４２】
そして、前記第２電極を形成する段階では、シャドウマスクを利用して第２電極物質をサブピクセル単位で蒸着する段階を含むことを特徴とする。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による望ましい実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４４】
＜実施例１＞
第１実施例では前述したＣＣＭ方式でフルカラーを具現して、電極分離用隔壁を利用して第２電極を形成して、別途のシャドウマスク工程が省略された実施例に関する。
【００４５】
図５は、本発明の第１実施例による上部発光方式有機電界発光素子の概略的な断面図であって、説明の便宜上一つのピクセル領域を中心に図示する。
【００４６】
図示したように、第１基板１１０及び第２基板１３０が相互に接するように配置されており、前記第１基板１１０の透明基板１００上部にはアレー素子１１２が形成されている。第２基板１３０の透明基板１００下部にはサブピクセル単位で赤、緑、青色変換層１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃが順序どおり配列されている。赤、緑、青色変換層１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃのカラー別境界部にはカラー別色干渉及び光漏れ現象を防止するためのブラックマトリックス１３４が形成されていて、前述した赤、緑、青色変換層１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ及びブラックマトリックス１３４は色変換部１３６を構成する。色変換部１３６の下部には平坦化層１３８が形成されていて、平坦化層１３８下部には共通電極として利用される透過性を有する導電性物質からなる第１電極１４０が形成されている。第１電極１４０下部にはサブピクセル間の境界部に絶縁物質からなる台形状の隔壁１４２が形成されており、隣接する隔壁１４２間に定義されるサブピクセル領域内には有機電界発光層１４４及び第２電極１４６をサブピクセル単位で独立させて配置する。
【００４７】
そして、前述した色変換部１３６には色変換層１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃの代わりに赤、緑、青カラーフィルタを含めることができる。
【００４８】
前記隔壁１４２は、第２電極１４６をサブピクセル別にパターン化するための構造物に該当するので、第２電極１４６から第１電極１４０の方に上広下狭構造を有する台形形態であることが望ましい。
【００４９】
そして、前記第１基板１１０、第２基板１３０の縁部には該第１基盤１１０、第基板１３０間に一定なセルギャップを維持し、二基板を合着させるためにシールパターン１６０を配置する。
【００５０】
また、前記第１基板１１０のアレー素子１１２は、スイッチング素子である薄膜トランジスタ１１２ａと該薄膜トランジスタ１１２ａと連結された電極連結パターン１１２ｂを含む。前記第１基板１１０の電極連結パターン１１２ｂと前記第２基板１３０の第２電極１４６を電気的に連結させるための電気的コネクタ１４８がサブピクセル単位で形成されていて、各サブピクセルには電極連結パターン１１２ｂと第２電極１４６が相互に対応する位置に形成されたことを特徴とする。
【００５１】
そして前記電極連結パターン１１２ｂは、薄膜トランジスタ１１２ａをなす図示しなかったソース電極またはドレイン電極のうちのいずれか一つの電極で構成するか、または別途の伝導性物質で構成することができ、前記薄膜トランジスタ１１２ａは有機電界発光ダイオードＥと連結される駆動用薄膜トランジスタに該当する。
【００５２】
前記第１電極１４０、第２電極１４６と、該第１電極１４０、第電極１４６間に介在した有機電界発光層１４４は、有機電界発光ダイオードＥを構成し、有機電界発光層１４４は赤、緑、青色カラーのうち最も高いエネルギーを有する青色を発散する青色カラー発光物質を含むことを特徴とする。この有機電界発光層１４４の多層構造は陽極及び陰極の配置構造によって定まるものであって、一例として、第１電極１４０を陽極、第２電極１４６を陰極として構成する場合には、第１電極１４０と接する層から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を順序どおり配置する多層構造を有し、前記有機電界発光層を低分子物質で構成する場合には別途の正孔輸送層及び電子輸送層は省略されうる。
【００５３】
そして前記第２電極１４６と電極連結パターン１１２ｂ間の区間には第２電極１４６と薄膜トランジスタ１１２ａを連結させる電気的コネクタ１４８が形成されている。前記電気的コネクタ１４８は伝導性物質から選択され、望ましくは延性を帯びて抵抗率値が小さい金属物質から選択されることが望ましい。このような電気的コネクタ１４８は第１基板１１０のアレー素子１１２工程で形成することができる。
【００５４】
そして本発明では有機電界発光層１４４から発光された光を第２基板１３０の方に発光させる上部発光方式であることを特徴とする。これにより、前記第１電極１４０は光透過性を有する導電性物質から選択され、一例として前記第１電極１４０を陽極として構成する場合、仕事関数値が小さい金属物質から選択されることが望ましい。このために、前記有機電界発光層１４４と接する陽極用第１電極１４０の物質層は仕事関数値が低い半透明金属物質を薄膜で形成することが望ましい。前記半透明金属物質としてはアルミニウム、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−安息香酸塩合金のうちのいずれか一つから選択されることが望ましい。そして、前記第２電極１４６は発光方向の後面に配置する電極であるために、不透明金属物質から選択されることが望ましい。また、前記第１基板１１０、第２基板１３０間の離隔空間Ｉは不活性気体雰囲気とすることが望ましい。
【００５５】
図６は、前記図５による上部発光方式有機電界発光素子の一つのサブピクセル部に対する拡大図であって、アレー素子に対する積層構造の一例を中心に図示した。
【００５６】
図示したように、第１基板１１０、第２基板１３０が相互に接するように配置されていて、第１基板１１０の透明基板１００上にはバッファ層１６２が形成されている。バッファ層１６２上には半導体層１６４が形成されていて、半導体層１６４の中心部にはゲート絶縁膜１６６、ゲート電極１６８が順序どおり形成されている。ゲート電極１６８を覆う基板全面には前記半導体層１６４の両側部を露出させる第１コンタクトホール１７０、第２コンタクトホール１７２を共通的に有する第１保護層１７４、第２保護層１７６が形成されていて、該第１保護層１７４、第２保護層１７６の上部には第１コンタクトホール１７０、第２コンタクトホール１７２を通して半導体層１６４と接触するソース電極１７８及びドレイン電極１８０が形成されている。ソース電極１７８及びドレイン電極１８０の上部にはドレイン電極１８０を一部露出させる第３コンタクトホール１８２を有する第３保護層１８４が形成されている。
【００５７】
そして、前記第３保護層１８４を通してドレイン電極１８０と連結され、前記第１基板１１０、第２基板１３０と直交する方向に電気的コネクタ１４８が形成されている。
【００５８】
前記第２基板１３０の透明基板１００下部には色変換部１３６、平坦化層１３８、第１電極１４０、有機電界発光層１４４、第２電極１４６が順序どおり形成されている。前述したドレイン電極１８０と対応する位置の第２電極１４６は電気的コネクタ１４８と連結されて、第１基板１１０のドレイン電極１８０と電気的に連結されるように構成される。
【００５９】
すなわち、前記実施例はドレイン電極１８０を電極連結パターン（前記図５の１１２ｂ）に利用する場合である。しかし、本発明による電極連結パターン（前記図５の１１２ｂ）は前記ドレイン電極１８０に限らず半導体層１６４を構成する不純物タイプ（ｎ型またはｐ型）によって変更されうる。一例として、第１電極及び第２電極が各々陰極及び陽極をなしており、陽極である第２電極と薄膜トランジスタを連結する場合、薄膜トランジスタの半導体層は正孔をキャリアとするｐ型半導体層で構成しなければならない。
【００６０】
図面で詳細に提示しなかったが、前記ゲート電極と連結されて走査線が形成され、走査線と交差して相互に一定間隔離隔されて信号線及び電力供給線が形成され、走査線及び信号線が交差する地点にはスイッチング薄膜トランジスタが形成され、その他に各サブピクセル別にストレージキャパシタを含む。
【００６１】
図７は、本発明の第１実施例による上部発光方式有機電界発光素子の製造方法に対する工程流れ図である。
【００６２】
ＳＴ１では、赤、緑、青サブピクセルで構成されるピクセル領域が定義された第１基板、第２基板を備える段階と、前記第１基板上にアレー素子を形成する段階を含む。この段階は第１基板上にバッファ層を形成する段階と、バッファ層上部に半導体層及びキャパシタ電極を形成する段階と、半導体層上部にゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を形成する段階と、前記キャパシタ電極上部に配置して前記ソース電極と連結されるパワー電極を形成する段階を含む。
【００６３】
そして、前記アレー素子形成段階ではソース電極及びドレイン電極のうちのいずれか一つの電極と連結される一定高さを有する電気的コネクタを形成する段階を含むことが望ましい。なぜなら、有機電界発光ダイオード基板に電気的コネクタを形成するようにすれば、電気的コネクタの形成時に要求されるフォトエッチング工程が有機電界発光層に損傷を与えることがあるためである。
【００６４】
ＳＴ２は、前記第２基板上に色変換部及び平坦化層を形成する段階である。この段階では、サブピクセル別境界部にブラックマトリックスを形成する段階と、ブラックマトリックス間の区間に赤、緑、青色変換層を順序どおり形成する段階を含み、前記色変換部は既存の液晶表示装置用カラーフィルタ工程に利用される顔料分散法などを適用することができる。そして、前記赤、緑、青色変換層は赤、緑、青カラーフィルタを含むことができ、この場合成膜順序はブラックマトリックス、カラーフィルタ、色変換層の順に進められることが望ましい。前記平坦化層は別途の保護層を含む二重層以上の多層構造で構成することもできる。
【００６５】
次に、ＳＴ３では前記平坦化層下部に第１電極を形成する段階であって、特に第１電極をなす物質は光透過性を有する導電性物質から選択されることが望ましい。
【００６６】
そして、ＳＴ４ではサブピクセル間の境界部に絶縁物質を利用して隔壁を形成する段階である。前記隔壁は第２基板上から台形の上広下狭構造を有するように形成することが望ましい。
【００６７】
次に、ＳＴ５では隔壁内に有機電界発光層及び第２電極を順序どおり形成することによって、有機電界発光層及び第２電極をサブピクセル単位でパターン化する段階である。前記有機電界発光層は前述した赤、緑、青色変換層に青色光を提供して赤、緑、青三原色に変換されることができるように青色発光層と、電子及び正孔を伝達する高分子または低分子有機物質層を含むことを特徴とする。
【００６８】
そして、ＳＴ６では第１基板、第２基板のうちのいずれか一つの基板の縁部にシールパターンを形成する段階と、第１基板に形成された電気的コネクタと第２基板の第２電極を連結させて、第１基板、第２基板を電気的に連結させると同時に前述したシールパターンを利用して第１基板、第２基板を合着させる段階である。さらに詳細に説明すれば、前記電気的コネクタは第１基板上に形成された駆動用薄膜トランジスタと第２基板の有機電界発光ダイオードを電気的に連結する役割を有する。そして、この段階では第１基板、第２基板間の離隔空間を不活性気体雰囲気にする工程を含む。
【００６９】
前述したように、第１基板、第２基板を電気的コネクタで連結させると同時に第１基板、第２基板を合着させて、第１基板、第２基板の離隔空間を不活性気体雰囲気にする一連の工程はカプセル封止工程に定義されうる。
【００７０】
このカプセル封止段階では、外部水分が有機電界発光層に流入することを防止する吸湿剤を構成することができるが、既存と異なりシールパターンと近接した内部で、第１基板、第２基板のうちのいずれか一つの基板に付着させるか、またはシールパターンと平行した柱状で形成することができる。
【００７１】
以上で説明したように、これまでの有機電界発光素子は、アレー素子製造段階と有機電界発光ダイオード製造段階のうちのいずれかの工程で不良が発生しても有機電界発光素子パネル全体が不良処理されるが、本発明ではアレー基板と有機電界発光ダイオード基板各々に対する検査工程を経て良品の二基板を合着するので製品不良率を低くすることができて生産管理効率性を高めることができる。
【００７２】
また図５乃至図７で説明したように、隔壁が各々のサブピクセル領域を区分づけることができるように形成されるので、有機電界発光層及び第２電極は自動的にパターンされて各々のサブピクセル領域に安着する。それゆえ、フルカラー有機電界発光素子を提供するにおいて別途のシャドウマスク工程が要らなくなる。また、青色を発散する有機電界発光層から発散された光を色変換層で赤、緑、青三原色に変換するＣＣＭ方式でカラーを具現するによって、既存のシャドーマスク方式より工程を単純化することができて、発光層を青色短波長発光層で構成することができるので有機電界発光層製造工程も単純化させることができる。
【００７３】
＜実施例２＞
図８は、本発明の第２実施例による上部発光方式有機電界発光素子の１ピクセル部の断面図であって、前記第１実施例を示した図５と重複する部分についての説明は省略する。
【００７４】
図示したように、第１基板２１０、第２基板２３０が相互に接するように配置されていて、第１基板２１０上部には薄膜トランジスタ２１２ａ及び該薄膜トランジスタ２１２ａと連結された電極連結パターン２１２ｂを含むアレー素子２１２がサブピクセル単位で形成されている。第２基板２３０下部には赤、緑、青色変換層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ及び赤、緑、青色変換層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃのカラー別境界部に配置するブラックマトリックス２３４からなる色変換部２３６が形成されている。色変換部２３６下部には平坦化層２３８が形成されていて、平坦化層２３８下部には第１電極２４０、有機電界発光層２４４が順序どおり形成されている。有機電界発光層２４４下部にはサブピクセル単位で第２電極２４６が形成されている。前記第１電極２４０、第２電極２４６と該第１電極２４０、第２電極２４６間に介在した有機電界発光層２４４は有機電界発光ダイオードＥをなす。
【００７５】
そして、第１基板２１０の電極連結パターン２１２ｂと、第２基板２３０の第２電極２４６は相互に対応する位置で電気的コネクタ２４８により連結されていて、第１基板２１０、第２基板２３０の縁部はシールパターン２６０により封止されている。
【００７６】
本実施例では、サブピクセル単位で第２電極２４６をパターン化する場合において隔壁の代わりにシャドウマスクを利用することを特徴とする。
【００７７】
そして、本実施例によるアレー素子２１２の具体的な積層構造は、前述した第１実施例構造を適用することができる。
【００７８】
図９は、本発明の第２実施例による図８の上部発光方式有機電界発光素子の製造工程の工程流れ図であって、前記図７と重複する部分についての説明は簡略にする。
【００７９】
ＳＴ１は、赤、緑、青サブピクセルで構成されるピクセル領域が定義された第１基板、第２基板を備える段階と、前記第１基板上に薄膜トランジスタを含むアレー素子を形成する段階である。また、ＳＴ１は前記薄膜トランジスタと連結される電気的コネクタを形成する段階を含む。言い換えれば、この段階は第１基板上にバッファ層を形成する段階と、バッファ層上部に半導体層及びキャパシタ電極を形成する段階と、半導体層上部にゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を形成する段階と、前記キャパシタ電極上部に配置して前記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。
【００８０】
ＳＴ２は、前記第２基板上に色変換部及び平坦化層を形成する段階である。第１実施例でも説明したように、この段階はサブピクセル別境界部にブラックマトリックスを形成する段階と、ブラックマトリックス間の区間に赤、緑、青色変換層を順序どおり形成する段階を含む。前記色変換部は既存の液晶表示装置用カラーフィルタ工程に利用される顔料分散法などを適用することができる。そして、前記赤、緑、青色変換層は赤、緑、青カラーフィルタを含むことができ、この場合成膜順序はブラックマトリックス、カラーフィルタ、色変換層順に進められることが望ましい。前記平坦化層は別途の保護層を含む二重層以上の多層構造で構成することもできる。
【００８１】
ＳＴ３では前記平坦化層下部に第１電極を形成する段階として、特に第１電極をなす物質は光透過性を有する導電性物質から選択することが望ましい。
【００８２】
そして、ＳＴ４は第１電極上部に青色短波長発光層を有する有機電界発光層を形成する段階である。有機電界発光層から発散された青色光は色変換層により赤、緑、青色に変わるようになる。
【００８３】
ＳＴ５は有機電界発光層上部にサブピクセル単位で第２電極を形成する段階である。この段階はシャドウマスクを利用して第２電極物質をサブピクセル単位で蒸着して形成する段階である。
【００８４】
そして、ＳＴ６は第１基板、第２基板のうちのいずれか一つの基板にシールパターンを形成する段階と、第１基板、第２基板を電気的コネクタを利用して連結させると同時に、前述したシールパターンを利用して第１基板、第２基板を合着させる段階を含む。さらに詳細に説明すれば、前記電気的コネクタは第１基板上に形成された駆動用薄膜トランジスタと第２基板の有機電界発光ダイオードを電気的に連結する役割を有する。そして、この段階では第１基板、第２基板間の離隔空間を不活性気体雰囲気にする工程を含む。前述したように、第１基板、第２基板を電気的コネクタで連結させると同時に第１基板、第２基板を合着させて、第１基板、第２基板の離隔空間を不活性気体雰囲気にする一連の工程はカプセル封止工程に定義されうる。
【００８５】
このように、本発明による有機電界発光素子の製造工程によると、アレー素子と有機電界発光ダイオードを相異なる基板に独立的に製作した次にカプセル封止をするために、各基板に対する検査工程後良品に対する基板間の合着により既存のアレー素子基板上に有機電界発光ダイオードを構成する製品より工程安全性及び製品の収率を向上させることができる。
【００８６】
また、上部発光方式でありながら最上部面が透明基板をなすので、開口率が向上された構造でありながら外部圧力に対して安定的である。アレー素子基板の薄膜トランジスタ設計を容易にすることができるために、高開口率／高解像度構造が可能であって、製品の寿命側面でも有利になる。
【００８７】
本発明は前記実施例に限らず、本発明の趣旨に外れない限度内で多様に変更して実施できる。
【００８８】
【発明の効果】
以上のように、本発明による有機電界発光素子によると次のような効果を有する。
【００８９】
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、製品寿命を増やすことができる。
【００９０】
第二に、上部発光方式であるために薄膜トランジスタ設計が容易になり高開口率／高解像度具現が可能である。
【００９１】
第三に、ＣＣＭ方式でカラーを具現するために、工程を単純化させることができて、光損失を最少化させることができる。
【００９２】
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に、外気に対して安定した製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なアクティブマトリックス型有機電界発光素子の基本ピクセル構造を示した回路図。
【図２】関連技術における下部発光方式有機電界発光素子についての概略的な断面図。
【図３】前記図２の有機電界発光素子の１サブピクセル領域についての拡大断面図。
【図４】関連技術における有機電界発光素子の製造工程についての工程流れ図。
【図５】本発明の第１実施例による上部発光方式有機電界発光素子についての概略的な断面図。
【図６】前記図５による上部発光方式有機電界発光素子の１サブピクセルの一部領域についての拡大図。
【図７】本発明の第１実施例による有機電界発光素子の製造工程についての工程流れ図。
【図８】本発明の第２実施例による上部発光方式有機電界発光素子の１ピクセル部についての断面図。
【図９】本発明の第２実施例による上部発光方式有機電界発光素子の製造工程についての工程流れ図。
【符号の説明】
１００：透明基板
１１０：第１基板
１１２ａ：薄膜トランジスタ
１１２ｂ：電極連結パターン
１１２：アレー素子
１３０：第２基板
１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ：赤、緑、青色変換層
１３４：ブラックマトリックス
１３６：色変換部
１３８：平坦化層
１４０：第１電極
１４２：隔壁
１４４：有機電界発光層
１４６：第２電極
１４８：電気的コネクタ
１６０：シールパターン
Ｅ：有機電界発光ダイオード
【図１】
2004031317.tif 000003
【図２】
2004031317.tif 000004
【図３】
2004031317.tif 000005
【図４】
2004031317.tif 000006
【図５】
2004031317.tif 000007
【図６】
2004031317.tif 000008
【図７】
2004031317.tif 000009
【図８】
2004031317.tif 000010
【図９】
2004031317.tif 000011