(57)【要約】 【課題】 製造時、フォトレジストの除去する際に、アノード電極の剥離現象を防止することができる有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。【解決手段】   基板３１上に一定の距離を置いて、ネガティブフォトレジスト又は食刻により隔壁３８を形成する。隔壁３８は、その上部に比べて下部の幅が狭い形状を有する。したがって、アノード電極用物質を蒸着する時、前記隔壁３８を基準にアノード電極用物質が分離され、平坦化絶縁膜３６上にアノード電極３９が形成される。したがって、隔壁を用いてアノード電極がピクセル単位で自動的に分離されるので、アノード電極の剥離を防止することができ、更に製品の信頼性を向上させることができる。又、複雑なフォトリソグラフィの工程が不要になり、工程効率を向上させることができる。【選択図】      図４Ｅ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に一定の距離を置いて隔壁を形成する段階と、
前記隔壁を含む基板の全面に電極用物質を成膜して、前記隔壁によって分離される電極を形成する段階とを含む有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記隔壁は、上部の幅を下部の幅に比べて広く形成することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記隔壁は、有機物、無機物、メタル又はこれらの混合物のうち、少なくとも一つを用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記隔壁を形成する段階は、ネガティブフォトレジスト又は食刻の工程のうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項５】
基板上にピクセル単位でＴＦＴを形成する段階と、
前記ＴＦＴを含む基板の全面に絶縁膜を形成する段階と、
前記ＴＦＴに対応する絶縁膜上に隔壁を形成する段階と、
前記隔壁を含む絶縁膜の全面にアノード電極用物質を成膜して、前記隔壁によって分離されるアノード電極を形成する段階とを含む有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記隔壁は、上部の幅が下部の幅に比べて広く形成されることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
前記隔壁は、有機物、無機物、メタル又はこれらの混合物のうち、少なくとも一つを用いて形成されることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項８】
前記隔壁を形成する段階は、ネガティブフォトレジスト又は食刻の工程のうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項９】
基板上にピクセル単位でＴＦＴを形成する段階と、
前記ＴＦＴを含む基板の全面に絶縁膜を形成する段階と、
前記絶縁膜を貫いて各ＴＦＴに連結されるビアホールを形成する段階と、
前記絶縁膜領域のうち、アノード電極を分離させる位置に隔壁を形成する段階と、
前記ビアホールと隔壁を含む絶縁膜の全面にアノード電極用物質を成膜して、前記隔壁によって分離されるアノード電極を形成する段階とを含む有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記隔壁は、上部の幅を下部の幅に比べて広く形成することを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１１】
前記隔壁は、オーバーハング構造を有することを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１２】
前記隔壁は、逆台形状であることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記隔壁は、少なくとも二つの層からなることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記隔壁は、有機物、無機物、メタル又はこれらの混合物のうち、少なくとも一つを用いて形成されることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記隔壁を形成する段階は、ネガティブフォトレジスト又は食刻の工程のうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１６】
前記アノード電極の形成後、各ピクセルの発光領域を除いた部分に第２絶縁膜を形成する段階と、
前記第２絶縁膜を含むアノード電極の全面に有機ＥＬ層とカソード電極を順に形成する段階とを更に含むことを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフラットパネルディスプレイ（平面表示装置）に関し、特に電極の剥離現象を防止できるようにした有機ＥＬ素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、表示装置の大型化により、空間に占める割合が少ない平面表示装置に対する要求が増大している。このような平面表示装置のうちの１つとして、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode：ＯＬＥＤ)を使用する有機電界発光素子(以下、有機ＥＬ素子と称する)の技術が急速に発展しており、既に様々な試作品が発表されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、電子注入電極(Cathode)である第１電極と、正孔注入電極(Anode)である第２電極間に形成された有機発光層に各々電子と正孔を注入すると、電子と正孔が結合し、生成されたエキサイトン(Exciton：励起子)が、励起状態から基底状態に移りながら消滅して発光する素子である。
【０００４】
このような有機ＥＬ素子は、プラズマディスプレイパネル(ＰＤＰ)や無機ＥＬ素子ディスプレイに比べて低い電圧(５〜１０Ｖ)で駆動できるという長所があり、研究が活発にされている。
そして、有機ＥＬ素子は、広い視野角、高速応答性、高コントラストなどの優れた特徴を有しているため、グラフィックディスプレイのピクセル、テレビ映像ディスプレイや表面光源(Surface Light Source)のピクセルとして用いられる。
【０００５】
また、有機ＥＬ素子は、プラスチックのように柔軟(Flexible)な透明基板上にも素子を形成したり、非常に薄くて軽く作ったりすることができ、色特性が優れているために、次世代平面ディスプレイ(ＦＰＤ)に適合した素子である。
更に、バックライトが不要で、液晶表示装置(ＬＣＤ)に比べて電力消費が少ないという長所もある。
【０００６】
一般的に、有機ＥＬ素子は、その構造及び駆動方法において、パッシブタイプとアクティブタイプとで区分される。
前記アクティブマトリックスはパッシブマトリックスとは異なり、ガラス面に発光させる時(通常、ボトムエミッションという)、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)の大きさや数が多くなるほど開口率が幾何級数的に減り、ディスプレイ素子としての使用が難しくなる。
【０００７】
このような問題点を克服するために、開口率が前記ＴＦＴと相関性を持たないようにガラスの反対面へ発光させるトップエミッション方式が出現した。
トップエミッション方式の有機電界発光素子は、ＴＦＴ及び貯蔵キャパシターを含む基板と、基板上に形成される反射層と、前記反射層上に順次に形成される有機発光層と透明電極層とを含むものである。前記有機発光層からの発光は、前記反射層によって反射され、基板と反対側の面の方向に放出される。このため、前記ＴＦＴによる開口率の低下が発生しない。
【０００８】
以下、図１A乃至図１Fを参照して、従来技術に係るトップエミッション方式のアクティブマトリックス有機ＥＬ素子の製造方法を説明する。
【０００９】
まず、透明基板１１上にピクセル単位でＴＦＴ(Thin Film Transistor)１２を形成する。
即ち、透明基板１１上に非晶質シリコンを形成する。
そして、前記非晶質シリコンの表面にレーザーを照射することによって、非晶質シリコンを溶融し、再結晶化して、多結晶シリコン膜を形成する。
【００１０】
続いて、フォトリソグラフィリソグラフィ及びエッチングの工程により、前記多結晶シリコン膜を島状にパターニングして半導体膜１２ａを形成する。
そして、半導体膜１２ａを含む全面に、ゲート絶縁膜１２ｂを形成する。
【００１１】
次に、ゲート絶縁膜１２ｂ上に、例えばクロム(Ｃｒ)からなる金属膜を形成する。
そして、フォトリソグラフィ及び食刻工程により、前記ゲート絶縁膜１２ｂ上の半導体膜１２ａの中央部分に対応し、重畳する領域に、ゲート電極１２ｃを形成する。
【００１２】
続いて、前記ゲート電極１２ｃをマスクとして、前記半導体膜１２ａに、ｐ型またはｎ型の不純物を注入する。
そして、前記注入された不純物を活性化させるために加熱処理を実施して、半導体膜１２ａにソース領域１２ｄ及びドレイン領域１２ｅを形成され、それによってＴＦＴ１２を完成する。
【００１３】
続いて、前記ＴＦＴ１２を含む全面に第１絶縁膜１３を形成する。
そして、ソース電極１２ｄ及びドレイン電極１２ｅに接続するために、前記第１絶縁膜１３とゲート絶縁膜１２ｂを貫いてコンタクト１４が、それぞれ第1絶縁膜１３に形成され、それから、第２絶縁膜１５がコンタクト１４を含む全面に形成される。
【００１４】
続いて、図１Bのように、前記第２絶縁膜１５上に平坦化絶縁膜１６を形成する。
そして、フォトリソグラフィ及び食刻の工程により、前記ドレイン電極１２ｅに連結されるコンタクト１４の表面が露出するように、前記平坦化絶縁膜１６及び第２絶縁膜１５を選択的に除去して、ビアホール１７を形成する。
【００１５】
続いて、図１Cのように、前記ビアホール１７が塞がるように、前記ビアホール１７を含む平坦化絶縁膜１６上にアノード電極用物質１８を蒸着する。
そして、図１Dに示すように、アノード電極がピクセル単位で分離されるように、フォトリソグラフィ及び食刻の工程により、前記アノード電極用物質１８を選択的に除去してアノード電極１８ａを形成し、発光部を除いた部分に絶縁膜２１を形成する。
【００１６】
続いて、図１Eに示すように、前記絶縁膜２１の全面に、有機ＥＬ層２２を形成する。
そして、図１Fに示すように、前記有機ＥＬ層２２上にカソード電極２３を形成して、従来技術に係るトップ−エミッション方式のアクティブマトリックス有機ＥＬ素子が完成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述した従来の技術に係るトップ−エミッション方式のアクティブマトリックス有機ＥＬ素子は、フォトレジストを除去する時、アノード電極１８ａが平坦化絶縁膜１６から剥離し、落ちるという問題がある。
ここで、上述した従来技術の問題を図２ａ乃至図２ｄに基づいて、より詳細に説明する。
【００１８】
図１Cに示すように、アノード電極用物質１８の蒸着を完了した後、アノード電極がピクセル単位で分離することができるように、フォトリソグラフィ及び食刻の工程を進めなければならない。
即ち、図２Aに示すように、前記アノード電極用物質１８上にフォトレジスト１９を塗布し、ピクセルの周縁部が露出するようにパターニングされたマスク２０を透明基板１１上に配置する。
【００１９】
続いて、前記マスク２０を介して透明基板１１に向けて光を照射し、前記フォトレジスト１９を露光させる。 
そして、前記マスク２０を除去し、前記フォトレジスト１９を現像すると、図２ｂに示すように、フォトレジスト１９の露光した部位が除去される。
【００２０】
続いて、図２Cに示すように、前記フォトレジスト１９をマスクとしてアノード電極用物質１８を除去し、ピクセル単位でアノード電極１８ａを形成する。基板をストリッパーに入れ、所定の化学処理の過程を経てフォトレジスト１９を除去する。 
この時、フォトレジスト１９を除去する過程で、ストリッパー内の処理過程の影響と、アノード電極１８ａと平坦化絶縁膜１６間の弱い接着力の問題のため、前記アノード電極１８ａが図２Dに示すように、平坦化絶縁膜１６から剥がれる。
【００２１】
本発明は上記のような問題点を解決するために考えられたもので、電極の剥離現象を防止することができる有機ＥＬ素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、基板上に一定の距離を置いて隔壁を形成する段階と、前記隔壁を含む基板の全面に電極用物質を成膜して、前記隔壁によって分離された電極を形成する段階とを含むことを特徴とする。
【００２３】
又、上記目的を達成するために本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、基板上にピクセル単位でＴＦＴを形成する段階と、前記ＴＦＴを含む基板の全面に絶縁膜を形成する段階と、前記絶縁膜を貫いて各ＴＦＴに連結されるビアホールを形成する段階と、前記絶縁膜領域のうち、アノード電極を分離させる位置に隔壁を形成する段階と、前記ビアホールと隔壁を含む絶縁膜の全面にアノード電極用物質を成膜して前記隔壁によって分離されたアノード電極を形成する段階とを含むことを特徴とする。
【００２４】
また、前記隔壁は、上部の幅を下部の幅に比べて広く形成することを特徴とする。
【００２５】
また、前記隔壁は、オーバーハング構造を有することを特徴とする。
【００２６】
また、前記隔壁は、逆台形状であることを特徴とする。
【００２７】
また、前記隔壁は、少なくとも二つの層からなることを特徴とする。
【００２８】
また、前記隔壁は、有機物、無機物、メタル又はこれらの混合物のうち、少なくとも一つを用いて形成されることを特徴とする。
【００２９】
また、前記隔壁を形成する段階は、ネガティブフォトレジスト又は食刻の工程のうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【００３０】
また、前記アノード電極の形成後、各ピクセルの発光領域を除いた部分に第２絶縁膜を形成する段階と、前記第２絶縁膜を含むアノード電極の全面に有機ＥＬ層とカソード電極を順に形成する段階とを更に含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、次のような效果を奏する。
【００３２】
第一に、隔壁を用いてアノード電極がピクセル単位で自動分離されるので、別のフォトリソグラフィ工程を行わなくともよい。したがって、アノード電極の剥離を防止することができ、更に製品の信頼性を向上させることができる。
第二に、アノード電極分離のための複雑なフォトリソグラフィ工程(フォトリソグラフィレジスト塗布工程、マスクアライン工程、露光及び現象工程、アノード電極分離、フォトレジスト除去工程)が不要になり、工程を簡素化することができ、結局、工程効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の好適な実施例について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００３４】
図３A乃至図３Eは、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造工程による平面図である。図４A乃至図４Eは、それぞれ図３A乃至図３Eの工程におけるＡ−Ａ方向の断面図である。
【００３５】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、まず、図３A及び図４Aに示すように、透明基板３１上にピクセル単位で、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)３２を形成する。
即ち、透明基板３１上に非晶質シリコンを形成する。
そして、非晶質シリコンの表面にレーザーを照射することにより、非晶質シリコンを溶融し再結晶化して多結晶シリコン膜を形成した後、フォトリソグラフィ及び食刻の工程で、前記多結晶シリコン膜を島形状にパターニングし、半導体膜３２ａを形成する。
【００３６】
続いて、前記半導体膜３２ａを含む全面にゲート絶縁膜３２ｂを形成し、ゲート絶縁膜３２ｂ上に、例えばクロム(Ｃｒ)からなる金属膜を形成する。
そして、フォトリソグラフィ及び食刻の工程により前記金属膜をパターニングし、ゲート絶縁膜３２ｂ上の半導体膜３２ａの中央部分に対応し重畳する領域に、ゲート電極３２ｃを形成する。
【００３７】
続いて、前記ゲート電極３２ｃをマスクとして、前記半導体膜３２ａにｐ型又はｎ型の不純物を注入する。
そして、前記注入された不純物を活性化させるために加熱処理を実施し、半導体膜３２ａにソース領域３２ｄ及びドレイン領域３２ｅを形成し、ＴＦＴ３２を完成する。
【００３８】
続いて、前記ＴＦＴ３２を含む全面に第１絶縁膜３３を形成する。
そして、ソース電極３２ｄ及びドレイン電極３２ｅに接続するために、前記第１絶縁膜３３とゲート絶縁膜３２ｂを貫いてコンタクト３４が、それぞれ第1絶縁膜３３に形成され、それから、第２絶縁膜１５がコンタクト３４を含む全面に形成される。
【００３９】
続いて、図３B及び図４Bに示すように、第２絶縁膜３５上に平坦化絶縁膜３６を形成する。
そして前記ドレイン電極３２ｅに接続されるコンタクト３４の表面が露出するように、前記平坦化絶縁膜３６と第２絶縁膜３５を選択的に除去し、ビアホール３７を形成する。
【００４０】
続いて、図３C及び図４Dに示すように、アノード電極を分離させる部分(ピクセルの境界部分)に隔壁３８を形成する。この時、平坦化絶縁膜３６を形成しないことも可能である。平坦化絶縁膜３６を形成しない場合、隔壁３８は前記第２絶縁膜３５上に形成される。この時、隔壁３８は様々な方式によって形成することができ、例えば、ネガティブＰＲ(Negative photoresist)又は食刻の工程のいずれかでもよい。
【００４１】
又、隔壁３８は、下部より上部で広い幅を持つように形成するのが最も好ましく、オーバーハング構造を有するように形成することも可能である。
又、隔壁３８の実施例をよく見ると、図５Aのような逆台形状、或いは図５B及び図５Cのような形態で形成することができ、図５D及び図５Eのように、二つ以上の多層で形成することもできる。
そして、隔壁３８の材料として、有機物、無機物、メタル又はこれらの混合物のうち、少なくとも一つを使用することができる。
【００４２】
その後、図３D及び４Dに示すように、前記ビアホール３７が塞がるように、前記隔壁３８を含む平坦化絶縁膜３６の全面に、アノード電極用物質を蒸着する。
前記アノード電極用物質としては、反射率に優れた導電性物質、特にCr、Cu、 W、 Au、 Ni、 Al、 AlNｄ、 Ag、 Ti、 Taなどのメタルや、これらの合金又はこれらを用いた多層膜を使用する。
【００４３】
この時、図４Dに示すように、隔壁３８がアノード電極を分離させる部分に形成されており、その隔壁３８は、その上部に比べて下部の幅が狭い形状を有する。したがって、アノード電極用物質を蒸着する時、前記隔壁３８を基準にアノード電極用物質が分離され、平坦化絶縁膜３６上にアノード電極３９が形成される。
【００４４】
もちろん、前記アノード電極用物質は平坦化絶縁膜３６上ばかりでなく、隔壁３８上にも形成されるが、上述した形状の隔壁３８によって前記隔壁３８上部のアノード電極用物質と、平坦化絶縁膜３６上部のアノード電極用物質は自動的に分離される。
【００４５】
続いて、図３E及び図４Eに示すように、全体のピクセル領域のうち、実際の表示領域を除いた残りの部分に絶縁膜４０を形成する。
前記絶縁膜４０としては、無機絶縁体又は有機絶縁体を用いることができる。この時、絶縁膜４０として無機絶縁体を用いる場合には、例えばSiNx、 SiOxを使用するが好ましく、有機絶縁体を使用する場合には、例えばポリイミド(polyimide)、ポリアクリル(polyacryl)、ノボラック(novolac)系列の物質を使用することが好ましい。
【００４６】
そして、図示してはいないが、前記絶縁膜４０を含む全面に有機ＥＬ層を形成し、有機ＥＬ層上にカソード電極を積層して本発明による有機ＥＬ素子を完成する。
【００４７】
以上、説明した内容を通じて当業者であれば本発明の技術思想を離脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であることが分かる。
よって、本発明の技術的範囲は実施例に記載された内容に限定されるものではなく、特許請求範囲によって定められなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１Ａ】従来技術に係る有機ＥＬ素子の製造工程断面図である。
【図１Ｂ】従来技術に係る有機ＥＬ素子の製造工程断面図である。
【図１Ｃ】従来技術に係る有機ＥＬ素子の製造工程断面図である。
【図１Ｄ】従来技術に係る有機ＥＬ素子の製造工程断面図である。
【図１Ｅ】従来技術に係る有機ＥＬ素子の製造工程断面図である。
【図１Ｆ】従来技術に係る有機ＥＬ素子の製造工程断面図である。
【図２Ａ】従来技術に係る有機ＥＬ素子の製造時に発生し得る問題点を説明するための図面である。
【図２Ｂ】従来技術に係る有機ＥＬ素子の製造時に発生し得る問題点を説明するための図面である。
【図２Ｃ】従来技術に係る有機ＥＬ素子の製造時に発生し得る問題点を説明するための図面である。
【図２Ｄ】従来技術に係る有機ＥＬ素子の製造時に発生し得る問題点を説明するための図面である。
【図３Ａ】本発明に係る有機ＥＬ素子の製造工程による平面図である。
【図３Ｂ】本発明に係る有機ＥＬ素子の製造工程による平面図である。
【図３Ｃ】本発明に係る有機ＥＬ素子の製造工程による平面図である。
【図３Ｄ】本発明に係る有機ＥＬ素子の製造工程による平面図である。
【図３Ｅ】本発明に係る有機ＥＬ素子の製造工程による平面図である。
【図４Ａ】図３AにおけるＡ−Ａ方向断面図である。
【図４Ｂ】図３BにおけるＡ−Ａ方向断面図である。
【図４Ｃ】図３CにおけるＡ−Ａ方向断面図である。
【図４Ｄ】図３DにおけるＡ−Ａ方向断面図である。
【図４Ｅ】図３EにおけるＡ−Ａ方向断面図である。
【図５Ａ】本発明に係る隔壁形状を示した断面図である。
【図５Ｂ】本発明に係る隔壁形状を示した断面図である。
【図５Ｃ】本発明に係る隔壁形状を示した断面図である。
【図５Ｄ】本発明に係る隔壁形状を示した断面図である。
【図５Ｅ】本発明に係る隔壁形状を示した断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
３１    透明基板
３２    ＴＦＴ
３３    第１絶縁膜
３４    コンタクト
３５    第２絶縁膜
３６    平坦化絶縁膜
３７    ビアホール
３８    隔壁
３９    アノード電極
４０    絶縁膜
【図１Ａ】
2005174940.tif 000003
【図１Ｂ】
2005174940.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
2005174940.tif 000006
【図１Ｅ】
2005174940.tif 000007
【図１Ｆ】
2005174940.tif 000008
【図２Ａ】
2005174940.tif 000009
【図２Ｂ】
2005174940.tif 000010
【図２Ｃ】
2005174940.tif 000011
【図２Ｄ】
2005174940.tif 000012
【図３Ａ】
2005174940.tif 000013
【図３Ｂ】
2005174940.tif 000014
【図３Ｃ】
2005174940.tif 000015
【図３Ｅ】
2005174940.tif 000016
【図４Ａ】
2005174940.tif 000017
【図４Ｂ】
2005174940.tif 000018
【図４Ｃ】
2005174940.tif 000019
【図４Ｄ】
2005174940.tif 000020
【図４Ｅ】
2005174940.tif 000021
【図５Ａ】
2005174940.tif 000022
【図５Ｂ】
2005174940.tif 000023
【図５Ｃ】
2005174940.tif 000024
【図５Ｄ】
2005174940.tif 000025
【図５Ｅ】
2005174940.tif 000026
【図３Ｄ】
2005174940.tif 000027