(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の画素領域を有し、前記各画素領域が第１領域と第２領域とに分けられる透明基板と、
前記第１領域の透明基板上に形成され、前記透明基板側から光が放出される第１有機ＥＬ素子と、
前記第２領域の透明基板上に形成され、前記透明基板とは反対側から光が放出される第２有機ＥＬ素子と、
前記透明基板の前記第２領域に形成され、前記第１有機ＥＬ素子および第２有機ＥＬ素子を共通して駆動するトランジスタと、
前記第１領域と前記第２領域に亘って形成された有機ＥＬ層と
を含み、
前記第１有機ＥＬ素子は、
透明電極であると共に、前記透明基板の第１領域および第２領域に亘って形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第１アノードと、
反射性金属電極であると共に、前記有機ＥＬ層上に形成され、前記透明基板の第１領域に形成される第１カソードと
を含み、
前記第２有機ＥＬ素子は、
反射性金属電極であると共に、前記透明基板の第２領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第２アノードと、
透明電極であると共に、前記有機ＥＬ層上に形成され、前記透明基板の第２領域に形成される第２カソードと
を含み、
前記有機ＥＬ層は、前記第１アノード及び第２アノードの層上に形成される
ことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【請求項２】
前記第１アノードは、ＩＴＯまたはＩＺＯであることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項３】
前記第２アノードは、Ｃｒ、ＡｌまたはＡｇのうちいずれか１つであることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項４】
多数の画素領域を有し、前記各画素領域が第１領域と第２領域とに分けられる透明基板と、
前記透明基板の第２領域に形成されるトランジスタと、
Ｃｒ、ＡｌまたはＡｇのうちいずれか１つであると共に、前記透明基板の第２領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第２アノードと、
ＩＴＯまたはＩＺＯであると共に、前記第２アノードと接続し前記透明基板の第１領域および第２領域に亘って形成される第１アノードと、
前記第１アノード及び第２アノード上に形成される有機ＥＬ層と、
反射性金属電極であると共に、前記有機ＥＬ層上に形成され、前記透明基板の第１領域に形成される第１カソードと、
透明電極であると共に、前記有機ＥＬ層上に形成され、前記透明基板の第２領域に形成される第２カソードと、を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【請求項５】
前記第１および第２アノードと前記トランジスタとの電気的接続領域と、前記第１および第２アノードの縁領域上には、絶縁膜が形成されることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項６】
第１領域と第２領域とに分けられた多数の画素領域を有する透明基板を準備する段階と、
前記画素領域の第２領域に形成されるように、前記透明基板上にトランジスタを形成する段階と、
前記トランジスタを含む透明基板の上に第１絶縁層を形成する段階と、
前記第１絶縁層の所定領域を除去して前記トランジスタの電極を露出する段階と、
Ｃｒ、ＡｌまたはＡｇのうちいずれか１つであると共に、前記露出されたトランジスタの電極に電気的に接続され、前記画素領域の第２領域に形成されるように、前記第１絶縁層上に第２アノードを形成する段階と、
ＩＴＯまたはＩＺＯであると共に、前記第２アノードに接続され、前記画素領域の第１および第２領域に亘って形成されるように、前記第２アノードを含む前記第１絶縁層上に第１アノードを形成する段階と、
前記第１アノードを含む透明基板の上に有機ＥＬ層を形成する段階と、
前記画素領域の第１領域に形成されるように、前記有機ＥＬ層上に反射性金属電極からなる第１カソードを形成し、前記画素領域の第２領域に形成されるように、前記有機ＥＬ層上に透明な薄い金属電極からなる第２カソードを形成する段階と、を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項７】
前記第２カソードは、アルミニウムを１ｎｍ〜９ｎｍ蒸着した後、Ａｌ上にＡｇを１ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、Ｍｇ:Ａｇなどの合金を１ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するかにより形成されることを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項８】
前記第１アノードを形成した後、
前記第２アノードと前記トランジスタとの電気的接続領域および前記第１および第２アノードの縁領域上に、第２絶縁膜を形成することを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項９】
前記有機ＥＬ層を形成する段階は、
前記第１アノードを含む透明基板の上に正孔注入層を形成する段階と、
前記正孔注入層上に正孔伝達層を形成する段階と、
前記正孔伝達層上に発光層を形成する段階と、
前記発光層上に電子伝達層を形成する段階と、
前記電子伝達層上に電子注入層を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬディスプレイに関するもので、詳しくは、両面発光型有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有機ＥＬディスプレイの画素領域は、画素をスイッチングおよび駆動するスイッチング用薄膜トランジスタ／駆動用薄膜トランジスタ、記憶用キャパシタ（storage capacitor ）、アノード(画素電極)、有機発光層およびカソード(共通電極)により構成される。
【０００３】
図１は、一般的な有機ＥＬディスプレイの構造を示した回路図で、図２は、一般的な有機ＥＬディスプレイの構造を示した平面図で、図３は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【０００４】
図１乃至図３に示すように、まず、ガラス基板１上に多結晶シリコンなどにより半導体層２を形成してパターニングし、薄膜トランジスタの形成領域のみに前記半導体層２を残す。
次いで、前面にゲート絶縁膜３およびゲート電極用導電膜を順次形成し、前記ゲート電極用導電膜をパターニングしてゲート電極４を形成する。
次いで、ゲート電極４をマスクとして前記半導体層２にボロン(Ｂ)や燐(Ｐ)などの不純物を注入して熱処理し、薄膜トランジスタのソース/ドレイン領域２ａ，２ｃを形成する。このとき、不純物イオンが注入されない半導体層２は、チャネル領域２ｂになる。
次いで、前面に層間絶縁膜５を形成し、前記薄膜トランジスタのソース/ドレイン領域２ａ，２ｃが露出されるように、前記層間絶縁膜５およびゲート絶縁膜３を選択的に除去する。
次いで、前記露出されたソース/ドレイン領域２ａ，２ｃに、それぞれ電気的に接続される電極ライン６を形成する。
次いで、前面に平坦化絶縁膜７を形成し、前記ドレイン領域２ｃに接続された電極ライン６が露出されるように、前記平坦化絶縁膜７を選択的に除去する。
次いで、露出された電極ライン６に電気的に接続されるアノード(画素電極)８を形成する。
次いで、隣接するアノード８の間に絶縁膜９を形成する。
次いで、、前面に正孔注入層１０、正孔伝達層１１、有機発光層１２、電子伝達層１３および電子注入層１４を順次形成する。
次いで、前面にアルミニウムなどによりカソード(共通電極)１５を形成し、このカソード１５上には、酸素や水分を遮断するための保護膜１６を形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように製作される有機ＥＬディスプレイは、各画素領域を駆動回路がほとんど占めるため、開口率が非常に低下するという問題があった。
また、補償回路を適用する場合、各画素領域に駆動回路が占める領域がさらに大きくなるので、開口率が著しく低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、駆動回路が形成される画素領域においても発光することで、開口率を向上できる有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法を提供することにある。
また、他の目的は、一つの基板を用いて前面および後面に発光することで、両方向に視聴できる有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法を提供することにある。
さらに、他の目的は、一つの基板に２個の有機ＥＬディスプレイを同時に製作することによって、工程が単純であり、工程価格が低廉な有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る有機ＥＬディスプレイは、多数の画素領域を有し、前記各画素領域が第１領域と第２領域とに分けられる透明基板と、前記第１領域の透明基板上に形成され、前記透明基板側から光が放出される第１有機ＥＬ素子と、前記第２領域の透明基板上に形成され、前記透明基板とは反対側から光が放出される第２有機ＥＬ素子と、前記透明基板の前記第２領域に形成され、前記第１有機ＥＬ素子および第２有機ＥＬ素子を共通して駆動するトランジスタと、前記第１領域と前記第２領域に亘って形成された有機ＥＬ層とを含み、前記第１有機ＥＬ素子は、透明電極であると共に、前記透明基板の第１領域および第２領域に亘って形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第１アノードと、反射性金属電極であると共に、前記有機ＥＬ層上に形成され、前記透明基板の第１領域に形成される第１カソードとを含み、前記第２有機ＥＬ素子は、反射性金属電極であると共に、前記透明基板の第２領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第２アノードと、透明電極であると共に、前記有機ＥＬ層上に形成され、前記透明基板の第２領域に形成される第２カソードとを含み、前記有機ＥＬ層は、前記第１アノード及び第２アノードの層上に形成されることを特徴とする。
また、本発明に係る有機ＥＬディスプレイは、多数の画素領域を有し、前記各画素領域が第１領域と第２領域とに分けられる透明基板と、前記透明基板の第２領域に形成されるトランジスタと、Ｃｒ、ＡｌまたはＡｇのうちいずれか１つであると共に、前記透明基板の第２領域に形成され、前記トランジスタに電気的に接続される第２アノードと、ＩＴＯまたはＩＺＯであると共に、前記第２アノードと接続し前記透明基板の第１領域および第２領域に亘って形成される第１アノードと、前記第１アノード及び第２アノード上に形成される有機ＥＬ層と、反射性金属電極であると共に、前記有機ＥＬ層上に形成され、前記透明基板の第１領域に形成される第１カソードと、透明電極であると共に、前記有機ＥＬ層上に形成され、前記透明基板の第２領域に形成される第２カソードと、を含むことを特徴とする。
さらに、本発明に係る有機ＥＬディスプレイの製造方法は、第１領域と第２領域とに分けられた多数の画素領域を有する透明基板を準備する段階と、前記画素領域の第２領域に形成されるように、前記透明基板上にトランジスタを形成する段階と、前記トランジスタを含む透明基板の上に第１絶縁層を形成する段階と、前記第１絶縁層の所定領域を除去して前記トランジスタの電極を露出する段階と、Ｃｒ、ＡｌまたはＡｇのうちいずれか１つであると共に、前記露出されたトランジスタの電極に電気的に接続され、前記画素領域の第２領域に形成されるように、前記第１絶縁層上に第２アノードを形成する段階と、ＩＴＯまたはＩＺＯであると共に、前記第２アノードに接続され、前記画素領域の第１および第２領域に亘って形成されるように、前記第２アノードを含む前記第１絶縁層上に第１アノードを形成する段階と、前記第１アノードを含む透明基板の上に有機ＥＬ層を形成する段階と、前記画素領域の第１領域に形成されるように、前記有機ＥＬ層上に反射性金属電極からなる第１カソードを形成し、前記画素領域の第２領域に形成されるように、前記有機ＥＬ層上に透明な薄い金属電極からなる第２カソードを形成する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
なお、本発明の他の目的、特徴および利点は、図面に基づく各実施形態の詳細な説明により明白になるであろう。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、同一の駆動トランジスタを用いて背面発光および前面発光を同時に実現することで、イメージを両側から見られる新しい概念のディスプレイ製作が可能であり、経済的価値も非常に高い。
【００１５】
また、本発明に係る有機ＥＬディスプレイを移動用電話機に用いる場合、一つのディスプレイモジュールにより外部窓用ディスプレイおよび内部窓用ディスプレイの実現が可能であり、低廉な移動用電話機を開発できる。
【００１６】
また、本発明は、既存の工程条件を用いるので、工程が単純であり、量産性に優れている。
また、前面発光用のカソード電極と背面発光用のカソード電極とが互いに分離されるので、第１有機ＥＬ素子と第２有機ＥＬ素子とを独立的に駆動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法の好適な実施の形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
本発明の概念は、画素領域のうち駆動回路が占める領域を活用し、前面発光型有機ＥＬ素子をさらに実現することにある。すなわち、画素領域のうち発光領域には、背面発光型有機ＥＬ素子を実現し、画素領域のうち駆動回路領域には、前面発光型有機ＥＬ素子を同時に実現することで、各素子を独立的に駆動することができる。
【００１９】
図４は、本発明に係る有機ＥＬディスプレイの構造を示した回路図で、図５は、本発明に係る有機ＥＬディスプレイの構造を示した平面図で、図６Ａ乃至６Ｉは、図５のII-II線断面図である。
【００２０】
図４および図５に示すように、本発明の画素領域は、画素をスイッチングおよび駆動するスイッチング用薄膜トランジスタ／駆動用薄膜トランジスタ、記憶用キャパシタ、第１および第２アノード(画素電極)、有機発光層、第１および第２カソード(共通電極)により構成される。
【００２１】
本発明の透明基板は、多数の画素領域を有しており、各画素領域は、第１領域と第２領域とに分けられる。ここで、第１領域は、発光領域であり、第２領域は、駆動回路領域である。
本発明では、駆動回路領域である第２領域も、発光領域として製作する。そのため、画素領域のうち第１領域には、透明基板の下部に発光する第１有機ＥＬ素子を形成し、画素領域のうち第２領域には、透明基板の上部に発光する第２有機ＥＬ素子を形成する。ここで、第２領域には、第１有機ＥＬ素子および第２有機ＥＬ素子を駆動するトランジスタが形成される。
【００２２】
また、第１有機ＥＬ素子および第２有機ＥＬ素子は、同一のトランジスタに電気的に接続されて駆動されるか、互いに異なるトランジスタに電気的に接続される。
また、第１有機ＥＬ素子は、第１アノード(画素電極)、有機ＥＬ層および第１カソードにより構成される。ここで、第１アノードは、画素領域のうち第１領域および第２領域の全体に形成され、トランジスタに電気的に接続される。有機ＥＬ層は、第１アノード上に形成される。第１カソードは、有機ＥＬ層上に形成され、画素領域のうち第１領域に形成される。このとき、第１アノードは、ＩＴＯなどの透明でかつ仕事関数の高い透明電極であり、第１カソードは、Ａｌなどの反射率が高く仕事関数の低い伝導性金属電極である。
【００２３】
また、第２有機ＥＬ素子は、第２アノード(画素電極)、有機ＥＬ層、第２カソードにより構成される。ここで、第２アノードは、画素領域のうち第２領域に形成され、トランジスタに電気的に接続される。有機ＥＬ層は、第２アノード上に形成される。第２カソードは、有機ＥＬ層上に形成され、画素領域のうち第２領域に形成される。このとき、第２アノードは、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇなどの反射率の高い金属電極であり、第２カソードは、透過度を有する薄い金属電極である。ここで、第２カソード３８は、アルミニウムを数ｎｍ蒸着した後、Ａｌ上にＡｇを数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、Ｍｇ:Ａｇなどの合金を数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、仕事関数の低い伝導性物質により形成することもできる。
【００２４】
以下、このように構成された本発明に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程を説明する。
図６Ａ乃至６Ｉは、図５のII-II線断面図であり、まず、図６Ａに示すように、第１領域(発光領域)と第２領域(駆動回路領域)とに分けられた多数の画素領域を有する透明基板２１を準備する。
次いで、透明基板２１の第２領域上に、薄膜トランジスタの活性層として用いられる多結晶シリコンなどの半導体層２２を形成してパターニングする。
【００２５】
次いで、半導体層２２を含む透明基板２１の前面にゲート絶縁膜２３を形成した後、ゲート絶縁膜２３上にゲート電極２４を形成する。
次いで、ゲート電極２４をマスクとして半導体層２２内に不純物を注入して熱処理し、薄膜トランジスタのソース領域２２ａおよびドレイン領域２２ｃを形成する。
次いで、ゲート電極２４を含む透明基板２１の前面に層間絶縁膜２５を形成してパターニングし、ソース領域２２ａおよびドレイン領域２２ｃの一部を露出する。
次いで、ソース領域２２ａおよびドレイン領域２２ｃに電気的に接続される電極２６を形成し、薄膜トランジスタを形成する。
【００２６】
次いで、図６Ｂに示すように、表面を平坦化するために、前面に絶縁物質である平坦化膜２７を形成してパターニングし、ドレイン領域２２ｃの電極２６の一部が露出されるようにコンタクトホール２８を形成する。
【００２７】
次いで、図６Ｃに示すように、画素領域のうち第２領域にある平坦化膜２７上にＣr、Ａｌ、Ａｇなどの反射率の高い伝導性物質を形成してパターニングし、前面発光用の第２アノード２９を形成する。
【００２８】
次いで、図６Ｄに示すように、第２アノード２９を含む平坦化膜２７上にＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明でかつ仕事関数値の高い透明伝導性物質を形成してパターニングし、後面発光用の第１アノード３０を形成する。ここで、第１アノード３０は、画素領域の第１領域および第２領域に形成される。
【００２９】
次いで、図６Ｅに示すように、前面に絶縁膜３１を形成してパターニングし、第２アノード２９と電極２６との電気的接続領域と、第１および第２アノード３０，２９の縁領域上のみに前記絶縁膜３１を残す。
【００３０】
次いで、図６Ｆに示すように、第１アノード３０上に正孔注入層３２、正孔伝達層３３、有機発光層３４、電子伝達層３５および電子注入層３６を順次形成し、有機ＥＬ層を形成する。
【００３１】
次いで、図６Ｇに示すように、第１シャドーマスク３７を用いて、画素領域のうち第２領域の電子注入層３６上に前面発光用の第２カソード３８を形成する。ここで、第２カソード３８は、透過度を有する薄い金属電極であり、アルミニウムを数ｎｍ蒸着した後、Ａｌ上にＡｇを数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、Ｍｇ:Ａｇなどの合金を数ｎｍ〜１５ｎｍ蒸着するか、仕事関数の低い伝導性物質により形成することもできる。
【００３２】
次いで、図６Ｈに示すように、第２シャドーマスク３９を用いて、画素領域のうち第１領域の電子注入層３６上に後面発光用の第１カソード４０を形成する。ここで、第１カソード４０は、アルミニウムなどの反射率が高く仕事関数の低い伝導性物質により形成する。
最後に、図６Ｉに示すように、有機ＥＬ層への酸素や水分の侵入を遮断するために、前面に保護膜４１を形成し、保護キャップ(図示せず)を覆う。
【００３３】
このように製作された本発明は、前面発光型有機ＥＬ素子および背面発光型有機ＥＬ素子のアノード表面がＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明伝導性物質からなるので、工程が単純であり、量産性に優れている。
また、前面発光用の第１カソード４０と背面発光用の第２カソード３８とが互いに分離されるので、第１有機ＥＬ素子と第２有機ＥＬ素子とを独立的に駆動できる。
【００３４】
なお、本発明は、本発明の技術思想から逸脱しない範囲内で多様に変更・修正することができる。
したがって、本発明の技術的範囲は、実施形態に限られるものでなく、特許請求の範囲によって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一般的な有機ＥＬディスプレイの構造を示した回路図である。
【図２】一般的な有機ＥＬディスプレイの構造を示した平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】本発明に係る有機ＥＬディスプレイの構造を示した回路図である。
【図５】本発明に係る有機ＥＬディスプレイの構造を示した平面図である。
【図６Ａ】本発明に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程での、図５のII-II線断面図である。
【図６Ｂ】本発明に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程での、図５のII-II線断面図である。
【図６Ｃ】本発明に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程での、図５のII-II線断面図である。
【図６Ｄ】本発明に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程での、図５のII-II線断面図である。
【図６Ｅ】本発明に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程での、図５のII-II線断面図である。
【図６Ｆ】本発明に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程での、図５のII-II線断面図である。
【図６Ｇ】本発明に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程での、図５のII-II線断面図である。
【図６Ｈ】本発明に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程での、図５のII-II線断面図である。
【図６Ｉ】本発明に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程での、図５のII-II線断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
２１  透明基板
２２  半導体層
２２ａ，２２ｃ  ソース/ドレイン領域
２２ｂ  チャネル領域
２３  ゲート絶縁膜
２４  ゲート電極
２５  層間絶縁膜
２６  電極
２７  平坦化膜
２８  コンタクトホール
２９  第２アノード
３０  第１アノード
３１  絶縁膜
３２  正孔注入層
３３  正孔伝達層
３４  有機層
３５  電子伝達層
３６  電子注入層
３７  第１シャドーマスク
３８  第２カソード
３９  第２シャドーマスク
４０  第１カソード
４１  保護膜
【図１】
0004825451.tif 000002
【図２】
0004825451.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004825451.tif 000005
【図５】
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【図６Ａ】
0004825451.tif 000007
【図６Ｂ】
0004825451.tif 000008
【図６Ｃ】
0004825451.tif 000009
【図６Ｄ】
0004825451.tif 000010
【図６Ｅ】
0004825451.tif 000011
【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
0004825451.tif 000013
【図６Ｈ】
0004825451.tif 000014
【図６Ｉ】
0004825451.tif 000015