JP2010114058A

JP2010114058A - 有機電界発光表示装置及びその製造方法

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Publication number: JP2010114058A
Application number: JP2009033187A
Authority: JP
Inventors: Zail Lhee; 在一李; Sang-Mok Hong; ▲祥▼睦弘
Original assignee: Samsung Mobile Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2008-11-10
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2010-05-20
Also published as: EP2184780A3; CN101740607B; EP2184780A2; US20100117936A1; KR100993426B1; CN101740607A; KR20100052059A; TWI434607B; US8599113B2; TW201019785A

Abstract

【課題】有機発光層を容易に製造し、不良を最小化できる有機電界発光表示装置及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】第１、第２及び第３画素部が行及び列方向に配置された基板１００と、第１、第２及び第３画素部を含む基板１００上に形成された絶縁層２０６と、第１、第２及び第３画素部の絶縁層２０６上に形成されたアノード電極２２１と、第１画素部列のアノード電極２２１及び絶縁層２０６上に形成された第１発光層２２３Ｒと、第２画素部列のアノード電極２２１及び絶縁層２０６上に形成された第２発光層２２３Ｇと、第３画素部列のアノード電極２２１及び絶縁層２０６上に形成された第３発光層２２３Ｂと、第１、第２及び第３発光層２２３Ｒ，２２３Ｇ，２２３Ｒを含む上部に形成されたカソード電極２２４と、を備える。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、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、有機発光層を容易に製造し、不良を最小化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、有機電界発光表示装置は自体発光特性を有する次世代表示装置であって、液晶表示装置（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙＤｅｖｉｃｅ;ＬＣＤ）に比べて視野角、コントラスト、応答速度、消費電力などの側面で優れた特性を有する。

有機電界発光表示装置の画素を構成する有機電界発光素子は、アノード電極、カソード電極及び有機発光層を含む。このような有機電界発光素子は、アノード電極を介して注入される正孔と、カソード電極を介して注入される電子とが有機発光層で再結合する過程でエネルギーの差により光を放出する。

有機電界発光素子の有機発光層は、通常、マスクを用いた真空蒸着方法で形成する。下記の特許文献１には、選択的な有機物の蒸着のためにドット状又はストライプ状の開口部が形成されたマスクが開示されている。

大韓民国特許公開１０-２００４-００４２１７９号

しかしながら、マスクを用いる従来の方法は、マスクが薄い場合に垂れにより有機物が正確なパターン（形態）に蒸着され難く、マスクが厚い場合には有機物の蒸発角度によって有機物が蒸着されない部分が発生する。また、フルカラー（ｆｕｌｌｃｏｌｏｒ）表示装置の場合、赤色、緑色及び青色発光層をそれぞれ形成するために複数回のマスク整列及び蒸着工程が進められるため、製造工程が複雑であり、汚れによる不良が多発する。という問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、有機発光層を容易に形成することが可能な、新規かつ改良された有機電界発光表示装置及びその製造方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、有機発光層の不良を最小化することが可能な、新規かつ改良された有機電界発光表示装置及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１、第２及び第３画素部が行及び列方向に配置された基板と、前記第１、第２及び第３画素部を含む前記基板上に形成された絶縁層と、前記第１、第２及び第３画素部の前記絶縁層上に形成された第１電極、前記第１画素部列の前記第１電極及び前記絶縁層上に形成された第１発光層と、前記第２画素部列の前記第１電極及び前記絶縁層上に形成された第２発光層と、前記第３画素部列の前記第１電極及び前記絶縁層上に形成された第３発光層と、前記第１、第２及び第３発光層を含む上部に形成された第２電極と、を備える有機電界発光表示装置が提供される。

また、前記第１、第２及び第３発光層がストライプ状にパターニングされたものであってもよい。

また、前記第１、第２及び第３発光層が赤色、緑色及び青色発光層であってもよい。

また、前記第１電極に連結された薄膜トランジスタを更に備えるものであってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１、第２及び第３画素部が行及び列方向に配置された基板と、前記第１、第２及び第３画素部の前記基板上に形成された第１電極と、前記第１電極を含む前記基板上に形成され、前記第１電極が露出するようにパターニングされた画素定義膜と、前記第１画素部列の前記第１電極及び前記画素定義膜上に形成された第１発光層と、前記第２画素部列の前記第１電極及び前記画素定義膜上に形成された第２発光層と、前記第３画素部列の前記第１電極及び前記画素定義膜上に形成された第３発光層と、前記第１、第２及び第３発光層を含む上部に形成された第２電極と、を備える有機電界発光表示装置が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１、第２及び第３画素部が行及び列方向に配置される基板が提供される段階と、前記第１、第２及び第３画素部を含む前記基板上に絶縁層を形成する段階と、前記第１、第２及び第３画素部の前記絶縁層上に第１電極を形成する段階と、上部面全体に第１発光層を形成した後、前記第２及び第３画素部列の前記第１電極及び前記絶縁層上に形成された第１発光層を除去する段階と、上部面全体に第２発光層を形成した後、前記第１画素部列の第１発光層上部及び前記第３画素部列の前記第１電極及び前記絶縁層上に形成された第２発光層を除去する段階と、上部面全体に第３発光層を形成した後、前記第１画素部列の第１発光層上部及び前記第２画素部列の第２発光層上部に形成された第３発光層を除去する段階と、前記第１、第２及び第３発光層を備える上部に第２電極を形成する段階と、を含む有機電界発光表示装置の製造方法が提供される。

また、前記第１、第２及び第３発光層を形成するために第１、第２及び第３画素部が露出するように開口部が形成されたマスクを用いるものであってもよい。

また、前記第１、第２又は第３発光層を除去する段階において、前記第１、第２又は第３発光層をレーザで除去するものであってもよい。

また、前記第１、第２及び第３発光層をストライプ状に残留させるものであってもよい。

また、前記第１発光層を形成した後、前記第１発光層上に第１保護層を形成する段階と、
前記第２発光層を形成した後、前記第２発光層上に第２保護層を形成する段階と、
を更に含むものであってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１、第２及び第３画素部が行及び列方向に配置される基板が提供される段階と、前記第１、第２及び第３画素部の前記基板上に第１電極を形成する段階と、前記第１電極を含む前記基板上に画素定義膜を形成した後、前記第１電極を露出させる段階と、上部面全体に第１発光層を形成した後、前記第２及び第３画素部列の前記第１電極及び前記画素定義膜上に形成された第１発光層を除去する段階と、上部面全体に第２発光層を形成した後、前記第１画素部列の第１発光層上部及び前記第３画素部列の前記第１電極及び前記画素定義膜上に形成された第２発光層を除去する段階と、上部面全体に第３発光層を形成した後、前記第１画素部列の第１発光層上部及び前記第２画素部列の第２発光層上部に形成された第３発光層を除去する段階と、前記第１、第２及び第３発光層を備える上部に第２電極を形成する段階と、を含む有機電界発光表示装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、赤色、緑色及び青色発光層をそれぞれレーザでパターニングして各画素部の列にストライプ状の有機発光層を形成できるという効果を奏する。画素領域全体を露出させる１つの開口部が形成されたマスクを用いることにより、マスクの製作が容易になり、１つのマスクを用いて赤色、緑色及び青色発光層を全て形成するため、製造コストが低減される。また、レーザを用いて赤色、緑色及び青色発光層を選択的に除去することにより、有機発光層を正確なパターン（形態）に形成でき、汚れによる不良を防止できる。

本発明に係る有機電界発光表示装置を説明する概略的な平面図である。本発明に係る有機電界発光表示装置を説明する概略的な断面図である。図１Ａに示した画素部を説明する断面図である。図２の有機発光層を説明する画素領域の概略的な平面図である。本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法を説明する断面図である。本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法を説明する断面図である。本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法を説明する断面図である。本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法を説明する断面図である。本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法を説明する断面図である。本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法を説明する断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

下記の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態だけを詳細に記載し示す。本発明の技術分野において通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で下記の実施形態を多様に変形できる。従って、添付する図面と説明は、本発明を説明するために使用されるが、本発明がこれに限定されるものではない。また、１つの構成要素が他の構成要素と「接触している（ｏｎ）」ということは、その構成要素が他の構成要素と直接接触していること、またはその構成要素が１つ以上の要素を他の構成要素との間に介在させて他の構成要素と間接的に接触していることを意味する。また、ある要素が他の要素に「結合されている」ということは、ある要素が他の要素に直接的に連結されているか、または、ある要素が１つ以上の要素を他の要素との間に介在させて間接的に連結されていることを意味する。

図１Ａ及び図１Ｂは、本発明に係る有機電界発光表示装置を説明する概略的な平面図及び断面図である。

図１Ａを参照すれば、基板１００は画素領域１１０及び非画素領域１２０に定義される。非画素領域１２０は画素領域１１０を取り囲む領域又は画素領域１１０を除いた残りの領域になる。

画素領域１１０の基板１００には走査ライン１３０及びデータライン１４０の間にマトリックス方式で連結された発光素子を含む複数の画素部２００が配置される。複数の画素部２００は行及び列方向に配置され、赤色、緑色及び青色画素部を含む。例えば、行方向には赤色、緑色及び青色画素部が順次繰り返し配列され、列方向には赤色、緑色及び青色画素部がそれぞれ連続的に配列されることができる。

非画素領域１２０の基板１００には画素領域１１０の走査ライン１３０及びデータライン１４０から延びた走査ライン１３０及びデータライン１４０、発光素子の動作のための電源供給ライン（図示せず）、そしてパッド１７０を介して外部から提供された信号を処理して走査ライン１３０及びデータライン１４０に供給する走査駆動部１５０及びデータ駆動部１６０が配置される。走査駆動部１５０及びデータ駆動部１６０はパッド１７０を介して外部から提供される信号を走査信号及びデータ信号に変換して各画素を選択的に駆動させる駆動回路を含む。

図１Ｂを参照すれば、前記画素部２００が形成された基板１００の上部には画素領域１１０を封止させるための封止基板３００が配置され、封止材３１０により封止基板３００が基板１００に貼り合わされる。

図２は、図１Ａに示した画素部２００を説明する断面図であって、画素部２００は発光素子、発光素子の動作を制御するための薄膜トランジスタ及び信号を維持させるためのキャパシタを含むことができるが、説明の便宜上、薄膜トランジスタ及び発光素子のみを示した。

図２を参照すれば、発光素子２２０はアノード電極２２１、カソード電極２２４及びアノード電極２２１とカソード電極２２４との間の有機発光層２２３を含む。

アノード電極２２１は複数の画素部２００にそれぞれ対応し基板１００上にそれぞれ形成される。有機発光層２２３は画素定義膜２２２により定義される発光領域（アノード電極２２１が露出する領域）に形成され、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び電子注入層を含むことができる。また、カソード電極２２４は画素部２００の有機発光層２２３を含む上部に形成される。

薄膜トランジスタ２１０はソース及びドレイン領域とチャネル領域を提供する半導体層２０４、ゲート絶縁膜２０３により半導体層２０４と絶縁されるゲート電極２０２、そしてソース及びドレイン領域の半導体層２０４と連結されるソース及びドレイン電極２０５を含む。図２中に示す符号２０１はバッファ層であり、２０６は平坦化絶縁層である。

図３は、図２の有機発光層２２３を詳細に説明するための画素領域１１０の概略的な平面図であって、画素領域１１０には複数の画素部２００が行及び列方向に配置される。

複数の画素部２００は赤色画素部２００Ｒ、緑色画素部２００Ｇ及び青色画素部２００Ｂを含む。赤色画素部２００Ｒを構成する発光素子２２０の有機発光層２２３Ｒは赤色画素部２００Ｒ列のアノード電極２２１及び画素定義膜２２２上にストライプ状に形成され、緑色画素部２００Ｇを構成する発光素子２２０の有機発光層２２３Ｇは緑色画素部２００Ｇ列のアノード電極２２１及び画素定義膜２２２上にストライプ状に形成され、青色画素部２００Ｂを構成する発光素子２２０の有機発光層２２３Ｂは青色画素部２００Ｂ列のアノード電極２２１及び画素定義膜２２２上にストライプ状に形成される。

前記実施形態では画素定義膜２２２により発光領域が定義される構造を説明したが、画素定義膜２２２を備えない構造でも形成されることができる。この場合、赤色画素部２００Ｒを構成する発光素子２２０の有機発光層２２３Ｒは赤色画素部２００Ｒ列のアノード電極２２１及び絶縁層２０６上にストライプ状に形成され、緑色画素部２００Ｇを構成する発光素子２２０の有機発光層２２３Ｇは緑色画素部２００Ｇ列のアノード電極２２１及び絶縁層２０６上にストライプ状に形成され、青色画素部２００Ｂを構成する発光素子２２０の有機発光層２２３Ｂは青色画素部２００Ｂ列のアノード電極２２１及び絶縁層２０６上にストライプ状に形成される。

図４Ａ〜図４Ｆは、本発明に係る有機電界発光表示装置の製造方法を説明する断面図であって、図３に示す一点鎖線Ｉ１−Ｉ２に沿った部分を切り取った断面を示す。

先ず、図４Ａに示すように、赤色画素部２００Ｒ、緑色画素部２００Ｇ及び青色画素部２００Ｂにおいて、図２のように、薄膜トランジスタ２１０が形成された状態で、基板１００上部に平坦化絶縁層２０６を形成する。そして、ソース又はドレイン電極２０５が露出するようにビアホールを形成し、ビアホールを介してソース又はドレイン電極２０５と連結されるアノード電極２２１を形成する。

次に、図４Ｂに示すように、アノード電極２２１を含む基板１００上に画素定義膜２２２を形成した後、発光領域のアノード電極２２１が露出するように画素定義膜２２２をパターニングし、アノード電極２２１の一部が露出するようにする。そして、アノード電極２２１を含む画素定義膜２２２上に赤色発光層２２３Ｒを形成する。

次に、図４Ｃに示すように、緑色画素部２００Ｇ及び青色画素部２００Ｂ列のアノード電極２２１及び画素定義膜２２２上に形成された赤色発光層２２３Ｒを除去することで、赤色画素部２００Ｒ列にのみ赤色発光層２２３Ｒがストライプ状に残る。

次に、図４Ｄに示すように、赤色発光層２２３Ｒを含む上部全体に緑色発光層２２３Ｇを形成した後、赤色画素部２００Ｒ列の赤色発光層２２３Ｒの上部及び青色画素部２００Ｂ列のアノード電極２２１及び画素定義膜２２２上に形成された緑色発光層２２３Ｇを除去することで、緑色画素部２００Ｇ列にのみ緑色発光層２２３Ｇがストライプ状に残る。

次に、図４Ｅに示すように、赤色発光層２２３Ｒ及び緑色発光層２２３Ｇを含む上部全体に青色発光層２２３Ｂを形成した後、赤色画素部２００Ｒ列の赤色発光層２２３Ｒの上部及び緑色画素部２００Ｇ列の緑色発光層２２３Ｇ上部に形成された青色発光層２２３Ｂを除去することで、青色画素部２００Ｂ列にのみ青色発光層２２３Ｂがストライプ状に残る。

次に、図４Ｆに示すように、赤色発光層２２３Ｒ、緑色発光層２２３Ｇ及び青色発光層２２３Ｂを含む上部にカソード電極２２４を形成する。

本実施形態で赤色発光層２２３Ｒ、緑色発光層２２３Ｇ及び青色発光層２２３Ｂを形成するとき、画素領域１１０が露出するように開口部が形成されたマスクを用いることができる。マスクとして、各画素部２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂのそれぞれが露出する開口を有するものを用いることができる。この場合、マスクは単純な形態の開口部を有するため、製作が容易であり、１枚のマスクを用いて赤色発光層２２３Ｒ、緑色発光層２２３Ｇ及び青色発光層２２３Ｂを全て形成できるため、製造コストが低減される。

また、赤色発光層２２３Ｒ、緑色発光層２２３Ｇ及び青色発光層２２３Ｂを選択的に除去するための実施形態として、レーザを用いることができる。レーザの強度、波長又は照射時間を調節すれば、下部層を損なうことなく、所望の発光層２２３Ｒ、２２３Ｇ、２２３Ｂのみを選択的に除去できる。又は、図４Ｃの工程段階で赤色発光層２２３Ｒ上にレーザに対してエッチング速度が遅い物質で保護層２３１を形成すれば、緑色発光層２２３Ｇ及び青色発光層２２３Ｂを選択的に除去する過程で赤色発光層２２３Ｒの損傷を最小化できる。また、図４Ｄの工程段階で緑色発光層２２３Ｇ上にレーザに対してエッチング速度が遅い物質で保護層２３２を形成すれば、青色発光層２２３Ｂを選択的に除去する過程で緑色発光層２２３Ｇの損傷を最小化できる。保護層２３１、２３２を導電物質で形成すれば、緑色発光層２２３Ｇ及び青色発光層２２３Ｂを除去する過程で保護層２３１、２３２が除去されなくても発光素子２２０の動作に影響を及ぼさない。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００基板
２０６絶縁層
２２１アノード電極
２２２画素定義膜
２２３Ｒ，２２３Ｇ，２２３Ｒ有機発光層
２２４カソード電極

Claims

第１、第２及び第３画素部が行及び列方向に配置された基板と、
前記第１、第２及び第３画素部を含む前記基板上に形成された絶縁層と、
前記第１、第２及び第３画素部の前記絶縁層上に形成された第１電極と、
前記第１画素部列の前記第１電極及び前記絶縁層上に形成された第１発光層と、
前記第２画素部列の前記第１電極及び前記絶縁層上に形成された第２発光層と、
前記第３画素部列の前記第１電極及び前記絶縁層上に形成された第３発光層と、
前記第１、第２及び第３発光層を含む上部に形成された第２電極と、
を備える有機電界発光表示装置。
前記第１、第２及び第３発光層がストライプ状にパターニング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表示装置。
前記第１、第２及び第３発光層が赤色、緑色及び青色発光層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表示装置。
前記第１電極に連結された薄膜トランジスタを更に備え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。
第１、第２及び第３画素部が行及び列方向に配置された基板と、
前記第１、第２及び第３画素部の前記基板上に形成された第１電極と、
前記第１電極を含む前記基板上に形成され、前記第１電極が露出するようにパターニングされた画素定義膜と、
前記第１画素部列の前記第１電極及び前記画素定義膜上に形成された第１発光層と、
前記第２画素部列の前記第１電極及び前記画素定義膜上に形成された第２発光層と、
前記第３画素部列の前記第１電極及び前記画素定義膜上に形成された第３発光層と、
前記第１、第２及び第３発光層を含む上部に形成された第２電極と、
を備える有機電界発光表示装置。
前記第１、第２及び第３発光層がストライプ状にパターニングされたことを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光表示装置。
前記第１、第２及び第３発光層が赤色、緑色及び青色発光層であることを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光表示装置。
前記第１電極に連結された薄膜トランジスタを更に備えることを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光表示装置。
第１、第２及び第３画素部が行及び列方向に配置される基板が提供される段階と、
前記第１、第２及び第３画素部を含む前記基板上に絶縁層を形成する段階と、
前記第１、第２及び第３画素部の前記絶縁層上に第１電極を形成する段階と、
上部面全体に第１発光層を形成した後、前記第２及び第３画素部列の前記第１電極及び前記絶縁層上に形成された第１発光層を除去する段階と、
上部面全体に第２発光層を形成した後、前記第１画素部列の第１発光層上部及び前記第３画素部列の前記第１電極及び前記絶縁層上に形成された第２発光層を除去する段階と、
上部面全体に第３発光層を形成した後、前記第１画素部列の第１発光層上部及び前記第２画素部列の第２発光層上部に形成された第３発光層を除去する段階と、
前記第１、第２及び第３発光層を備える上部に第２電極を形成する段階と、
を含む有機電界発光表示装置の製造方法。
前記第１、第２及び第３発光層を形成するために第１、第２及び第３画素部が露出するように開口部が形成されたマスクを用いることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
前記第１、第２又は第３発光層を除去する段階において、前記第１、第２又は第３発光層をレーザで除去することを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
前記第１、第２及び第３発光層をストライプ状に残留させることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
前記第１発光層を形成した後、前記第１発光層上に第１保護層を形成する段階と、
前記第２発光層を形成した後、前記第２発光層上に第２保護層を形成する段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
前記第１、第２及び第３発光層が赤色、緑色及び青色発光層であることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
第１、第２及び第３画素部が行及び列方向に配置される基板が提供される段階と、
前記第１、第２及び第３画素部の前記基板上に第１電極を形成する段階と、
前記第１電極を含む前記基板上に画素定義膜を形成した後、前記第１電極を露出させる段階と、
上部面全体に第１発光層を形成した後、前記第２及び第３画素部列の前記第１電極及び前記画素定義膜上に形成された第１発光層を除去する段階と、
上部面全体に第２発光層を形成した後、前記第１画素部列の第１発光層上部及び前記第３画素部列の前記第１電極及び前記画素定義膜上に形成された第２発光層を除去する段階と、
上部面全体に第３発光層を形成した後、前記第１画素部列の第１発光層上部及び前記第２画素部列の第２発光層上部に形成された第３発光層を除去する段階と、
前記第１、第２及び第３発光層を備える上部に第２電極を形成する段階と、
を含む有機電界発光表示装置の製造方法。
前記第１、第２及び第３発光層を形成するために第１、第２及び第３画素部が露出するように開口部が形成されたマスクを用いる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。
前記第１、第２又は第３発光層を除去する段階において、前記第１、第２又は第３発光層をレーザで除去する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。
前記第１、第２及び第３発光層をストライプ状に残留させる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。
前記第１発光層を形成した後、前記第１発光層上に第１保護層を形成する段階と、
前記第２発光層を形成した後、前記第２発光層上に第２保護層を形成する段階と、
を更に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。
前記第１、第２及び第３発光層が赤色、緑色及び青色発光層である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。