有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置及びその製造方法
【課題】 有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 対向電極４６１と、対向電極４６１上に備えられた少なくとも発光層を含む中間層４８７と、中間層４８７上に備えられた画素電極４６２と、画素電極４６２の上部に備えられ、画素電極４６２と絶縁される第１電極４１２と、画素電極４６２の上部に備えられ、画素電極４６２と連結される第２電極４１３と、第１電極４１２及び第２電極４１３と接触するｎ型有機半導体層４８０と、ｎ型有機半導体層４８０の上部に備えられ、第１電極４１２と第２電極４１３及びｎ型有機半導体層４８０と絶縁された第１ゲート電極４１１と、を含むことを特徴とする有機電界発光ディスプレイ装置である。
【解決手段】 対向電極４６１と、対向電極４６１上に備えられた少なくとも発光層を含む中間層４８７と、中間層４８７上に備えられた画素電極４６２と、画素電極４６２の上部に備えられ、画素電極４６２と絶縁される第１電極４１２と、画素電極４６２の上部に備えられ、画素電極４６２と連結される第２電極４１３と、第１電極４１２及び第２電極４１３と接触するｎ型有機半導体層４８０と、ｎ型有機半導体層４８０の上部に備えられ、第１電極４１２と第２電極４１３及びｎ型有機半導体層４８０と絶縁された第１ゲート電極４１１と、を含むことを特徴とする有機電界発光ディスプレイ装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えた能動駆動型の有機電界発光（ＥＬ）ディスプレイ装置に関わり、さらに詳細には、ｎ型有機ＴＦＴを備え、約１００％の高開口率を有し、アレイに具現し易い能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の能動駆動型のＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す平面図であり、図２は、図１の能動駆動型のＥＬディスプレイ装置の副画素部を図１のＰ１ないしＰ７に沿って概略的に示す断面図である。
【０００３】
前記図面を参照すれば、シリコンで形成される半導体層１８０を備える既存のシリコンＴＦＴ１１０，１５０の場合、高濃度の不純物でドーピングされたソース領域及びドレイン領域と、前記二つの領域の間に形成されたチャンネル領域とを有する半導体層１８０を有し、前記半導体層１８０と絶縁されて前記チャンネル領域に対応する領域に位置するゲート電極１１１，１５１と、前記ソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接触するソース電極１１２，１５２及びドレイン電極１１３，１５３と、を有する。
【０００４】
しかし、前記のような構造の既存のシリコンＴＦＴ１１０，１５０は、製造コストが高くなり、外部の衝撃によって容易に砕け、３００℃以上の高温工程によって生産されるため、プラスチック基板を使用できないという問題点がある。
【０００５】
特に、液晶表示装置（ＬＣＤ）や電界発光表示装置（ＥＬＤ）のような平板表示装置には、各画素の動作を制御するスイッチング素子及び各画素の駆動素子としてＴＦＴが使われるところ、このような平板表示装置において、最近要求されている大型化及び薄型化と共に、フレキシブル特性を満足させるために、既存のガラス材ではないプラスチック材で備えられる基板を使用しようとする試みが続いている。しかし、プラスチック基板を使用する場合には、前述したように、高温工程ではない低温工程を使用せねばならない。したがって、従来のシリコンＴＦＴを使用し難いという問題点があった。
【０００６】
このような問題点を解決するために、最近、低温工程が可能な有機膜を半導体層として使用する有機ＴＦＴについての研究が活発になされている。
【０００７】
図３は、従来の有機ＴＦＴを備えた有機ＥＬディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【０００８】
図３を参照すれば、基板２００上に形成された有機ＥＬ素子２１０と有機ＴＦＴ２２０とが備えられている。有機ＥＬ素子２１０は、前記基板２００上に順次に形成された透明電極２１１、有機物発光層２１２及び金属電極２１３を備え、有機ＴＦＴ２２０は、前記基板２００上に備えられたゲート電極２２１、前記ゲート電極２２１上に備えられた誘電層２２２、前記誘電層２２２上に備えられた有機半導体層２２３及び前記誘電層２２２上で前記有機半導体層２２３の両側に配置されたソース電極２２４及びドレイン電極２２５を備える。前記ドレイン電極２２５は、有機ＥＬ素子２１０の透明電極２１１及び有機物発光層２１２と連結される。
【０００９】
しかし、前記のような有機ＥＬ素子２１０は、前記有機ＴＦＴ２２０と水平方向に並んで配列された構造を有する。したがって、有機ＴＦＴ２２０のサイズによって、低い開口率になってしまうという問題点がある。開口率が低い場合、ディスプレイ素子における単位画素での発光強度を高めねばならないので、これによる寿命短縮という問題点が発生する。
【００１０】
このような問題点を解決するために、特許文献１には、有機ＴＦＴと有機ＥＬ素子とが垂直に積層された能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置が開示されている。
【００１１】
図４は、前記特許文献１に開示された有機ＴＦＴを備えた有機ＥＬディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【００１２】
前記図４を参照すれば、基板３００上に備えられた有機ＥＬ素子３１０と有機ＴＦＴ３３０とが第１絶縁層３２０に分離されて垂直に備えられている。有機ＥＬ素子３１０は、前記基板３００上に順次に形成された透明電極３１１、有機物発光層３１２及び金属電極３１３を備え、有機ＴＦＴ３３０は、前記第１絶縁層３２０上に備えられたゲート電極３３１、前記ゲート電極３３１上に備えられた第２絶縁層３３２、前記第２絶縁層３３２上に備えられたソース電極３３４及びドレイン電極３３５、前記ソース電極３３４及び前記ドレイン電極３３５に連結された有機半導体層３３３を備え、前記ソース電極３３４は、前記金属電極３１３に連結されている。
【００１３】
しかし、前記特許文献１に開示されたものは、複数個の有機ＴＦＴ及びそれを備えた複数個の有機ＥＬ素子が備えられた概念、すなわち、アレイ概念ではない一つの有機ＴＦＴを備えた一つの有機ＥＬ素子の概念であり、これを利用して、複数個の有機ＴＦＴを有する複数個の有機ＥＬ素子を備えてなる、実際に使用されうる能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置を具現し難いという問題点がある。
【００１４】
また、前記特許文献１に開示された構造においては、前記有機ＴＦＴ３３０は、いわば、インバーテッドコプラナー構造（ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｃｏｐｌａｎａｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）になっているところ、前記のような構造の有機ＴＦＴ３３０を利用して、能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置を具現するためには、複雑な工程を経て複雑な構造を有し、実際に使用されうる能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置を具現するのは難しいという問題点がある。
【特許文献１】韓国公開特許第２００３−００１７７４８号明公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、前記問題点を含んで色々な問題点を解決するためのものであって、有機ＴＦＴを備え、約１００％の開口率を有し、アレイに具現し易い能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置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】
【００１６】
前記目的及びその外の色々な目的を達成するために、本発明は、対向電極と、前記対向電極上に備えられた少なくとも発光層を含む中間層と、前記中間層上に備えられた画素電極と、前記画素電極の上部に備えられ、前記画素電極と絶縁される第１電極と、前記画素電極の上部に備えられ、前記画素電極と連結される第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極と接触するｎ型有機半導体層と、前記ｎ型有機半導体層の上部に備えられ、前記第１電極、前記第２電極及び前記ｎ型有機半導体層と絶縁された第１ゲート電極と、を含むことを特徴とする有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置を提供する。
【００１７】
このような本発明の他の特徴によれば、前記画素電極上に保護膜が備えられ、前記保護膜上に前記第１電極及び前記第２電極が備えられ、前記第２電極は、前記保護膜に備えられたコンタクトホールを通じて前記画素電極と連結されうる。
【００１８】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ｎ型有機半導体層上にゲート絶縁膜が備えられ、前記ゲート絶縁膜上に前記第１ゲート電極が備えられうる。
【００１９】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ゲート絶縁膜が有機物でありうる。
【００２０】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１電極と連結される第１キャパシタ電極及び前記第１キャパシタ電極に対向配置され、前記第１ゲート電極と連結された第２キャパシタ電極を備えるキャパシタと、前記第２キャパシタ電極に連結される第４電極と、前記第４電極に接触する有機半導体層と、前記有機半導体層に接触する第３電極と、前記第４電極、前記第３電極及び前記有機半導体層と絶縁された第２ゲート電極と、をさらに備えることができる。
【００２１】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第２電極、前記第１電極、前記第１キャパシタ電極、前記第４電極及び前記第３電極は、同一平面に備えられ、前記第１ゲート電極、前記第２キャパシタ電極及び前記第２ゲート電極は、同一平面に備えられうる。
【００２２】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記対向電極は透明電極であり、前記画素電極は反射型電極でありうる。
【００２３】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記対向電極上に画素定義膜が備えられうる。
【００２４】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記中間層に含まれた発光層は、赤色、緑色または青色光を放出する発光層でありうる。
【００２５】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記発光層は、白色光を放出する発光層であり、前記対向電極と前記発光層とを含む中間層の間に、前記発光層から放出された白色光を赤色、緑色または青色光にフィルタリングするカラーフィルタがさらに備えられうる。
【００２６】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記発光層は、青色光を放出する発光層であり、前記対向電極と前記発光層とを含む中間層の間に、前記発光層から放出された青色光を赤色、緑色または青色光に変換させる色変換層がさらに備えられうる。
【００２７】
本発明はまた、前記目的を達成するために、基板の全面にまたは所定のパターンで対向電極を設ける段階と、前記対向電極上に少なくとも発光層を含む中間層を設ける段階と、前記中間層上に所定パターンの画素電極を設ける段階と、前記画素電極を覆いつつ、前記基板の全面に保護膜を設ける段階と、前記保護膜に前記画素電極が露出されるように第１コンタクトホールを形成する段階と、前記保護膜上に、前記第１コンタクトホールを通じて前記画素電極に連結される第２電極と、一体に形成される第１電極及び第１キャパシタ電極と、第４電極と、第３電極と、を形成する段階と、前記電極を覆いつつ、前記基板の全面に備えられるｎ型有機半導体層を設ける段階と、前記ｎ型有機半導体層上に前記基板の全面に備えられるゲート絶縁膜を設ける段階と、前記第４電極が露出されるように前記ｎ型有機半導体層及び前記ゲート絶縁膜内に第２コンタクトホールを形成する段階と、前記ゲート絶縁膜上に、第１ゲート電極と、前記第２コンタクトホールを通じて前記第４電極に連結され、前記第１キャパシタ電極の上部に備えられる第２キャパシタ電極と、第２ゲート電極と、を形成する段階と、を含むことを特徴とする有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の製造方法を提供する。
【００２８】
このような本発明のさらに他の特徴によれば、前記対向電極を備える段階と前記中間層を設ける段階との間に、画素定義膜を設ける段階をさらに備えることができる。
【００２９】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記発光層は、白色光を放出する発光層であり、前記対向電極を備える段階以前に、前記基板上に前記発光層から放出された白色光を赤色、緑色または青色光にフィルタリングするカラーフィルタを設ける段階をさらに備えることができる。
【００３０】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記発光層は、青色光を放出する発光層であり、前記対向電極を設ける段階以前に、前記基板上に前記発光層から放出された青色光を赤色、緑色または青色光に変換させる色変換層を設ける段階をさらに備えることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置及びその製造方法によれば、次のような効果が得られる。
【００３２】
第一に、ｎ型有機ＴＦＴを有機ＥＬ素子の上部に備えることによって、１００％の開口率を有させることができる。
【００３３】
第二に、約１００％の高開口率を有させることによって、同じ輝度を得るために、有機ＥＬ素子に印加される電流の量を減らすことができ、これを通じて消費電力を低下させて有機ＥＬ素子の寿命を延長させることができる。
【００３４】
第三に、有機ＴＦＴのオンカレントレベルを高めるために、有機ＴＦＴのサイズを大きくすることが良いところ、前記有機ＴＦＴが有機ＥＬ素子の上部に位置するので、開口率の低下なしにも十分に大きい有機ＴＦＴを備えることができる。
【００３５】
第四に、スタガード型有機ＴＦＴを備えることによって、構造を単純化させて収率を向上させることができる。
【００３６】
第五に、アレイに具現し易い能動駆動型の有機ＥＬ素子の構造を取ることによって、量産を通じてコストを節減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明すれば、次の通りである。
【００３８】
図５は、本発明の望ましい第１実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型のＥＬディスプレイ装置の回路を概略的に示す回路図であり、図６は、図５のＡ部分を示す回路図である。図７は、前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す平面図であり、図８は、前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ５及びＱ６に沿って概略的に示す断面図であり、図９は、前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ１ないしＱ３に沿って概略的に示す断面図であり、図１０は、前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ１ないしＱ５に沿って概略的に示す断面図である。
【００３９】
ＥＬディスプレイ装置は、発光層での発光色相によって多様な画素パターンを備えるが、例えば、赤色、緑色及び青色の副画素を含む画素を備える。前記ＥＬ素子は、電流駆動方式の発光素子であって、前記素子を構成する両電極間の電流のフローによって、赤色、緑色または青色の光を発光して所定の画像を具現する。
【００４０】
前記ＥＬ素子の構成を簡略に説明すれば、対向電極と、前記対向電極の上部に備えられる少なくとも発光層を含む中間層と、前記中間層の上部に備えられる画素電極と、で構成される。本発明は、必ずしも前記のような構造に限定されるものではなく、多様なＥＬ素子の構造がそのまま適用されうる。
【００４１】
ＥＬ素子を利用した平板ディスプレイ装置は、輝度、コントラスト及び視野角の側面で、他の従来のディスプレイ装置より優れるという長所があって、研究開発が活発であるところ、特に、図５ないし図１０に示されたように、各画素ごとにトランジスタを備えて各画素の発光如何または各画素に印加される信号を制御するアクティブマトリックス型のＥＬディスプレイ装置が注目されており、特に、本発明は、前記トランジスタがｎ型有機ＴＦＴである有機ＥＬディスプレイ装置についてのものである。
【００４２】
図５及び図６を参照すれば、各副画素部は、駆動回路によって駆動される第２有機ＴＦＴ４５０、前記第２有機ＴＦＴ４５０によって駆動される第１有機ＴＦＴ４１０、及び前記第１有機ＴＦＴ４１０によって駆動される有機ＥＬ素子４６０を備える。
【００４３】
前記第２有機ＴＦＴ４５０の第３電極４５２は、第１導線４２０によって駆動回路に連結され、前記第２有機ＴＦＴ４５０の第２ゲート電極４５１は、第２導線４３０によって駆動回路に連結され、前記第２有機ＴＦＴ４５０の第４電極４５３は、ストレージキャパシタ４４０の第２キャパシタ電極（上部電極）４４２及び前記第１有機ＴＦＴ４１０の第１ゲート電極４１１と連結される。
【００４４】
前記のような構成において、前記第１導線４２０を、データを伝送するデータライン、前記第２導線４３０をスキャンラインにし、この場合、前記第２有機ＴＦＴ４５０がスイッチングトランジスタの役割を行い、前記第１有機ＴＦＴ４１０がドライビングトランジスタの役割を行う。もちろん、前記選択駆動回路において、二つ以上のトランジスタを使用することもある。以下では、スイッチングトランジスタとドライビングトランジスタ、二つのトランジスタが使われた場合について説明する。
【００４５】
図６及び図７を参照すれば、前記ストレージキャパシタ４４０の第１キャパシタ電極（下部電極）４４１と前記第１有機ＴＦＴ４１０の第１電極４１２とは、第３導線４７０と連結され、前記第１有機ＴＦＴ４１０の第２電極４１３は、有機ＥＬ素子４６０の画素電極４６２と連結される。図６に示されたように、有機ＥＬ素子４６０の対向電極４６１は、前記画素電極４６２と所定の間隙をおいて対向配置され、前記対向電極４６１と前記画素電極４６２との間には少なくとも発光層を含む中間層が備えられる。
【００４６】
図７には、副画素部において、右側下端と左側上端に有機ＴＦＴ４１０，４５０が備えられており、その間にストレージキャパシタ４４０が備えられていると示されているが、本発明では、有機ＴＦＴ４１０，４５０が上部または下部に並んで備えられることもあり、さらに多くの数の有機ＴＦＴを備えることもある等、図７に示されたような平面構造に限定されるものではない。
【００４７】
図７ないし図９には、図５及び図６のＡ部分の物理的な構造が概略的に示されている。参考的に、図７には、図８及び図９に示されていない第１導線４２０及び第２導線４３０が示されており、図８及び図９には、図７に示されていない構成要素、すなわち、基板４８１、ゲート絶縁膜４８３、保護膜４８５及び画素電極４６２が示されている。
【００４８】
前記図面を参照すれば、駆動回路によって第２ゲート電極４５１にスキャン信号が印加されれば、第３電極４５２と第４電極４５３とを連結するｎ型有機半導体層に導電チャンネルが形成されるが、このとき、第１導線４２０によって前記第３電極４５２にスキャン信号が供給されれば、データ信号がストレージキャパシタ４４０と第１ＴＦＴ４１０とに伝達される。そして、第１電極４１２と第２電極とを連結するｎ型有機半導体層に導電チャンネルが形成され、第３導線４７０から信号が画素電極４６２に伝達される。
【００４９】
図８ないし図１０を参照して、前記副画素部の具体的な構成について説明する。
【００５０】
図８を参照すれば、基板４８１上には、対向電極４６１が全面的に備えられ、前記対向電極４６１上には、少なくとも発光層を含む中間層４８７が形成され、前記中間層４８７上には、画素電極が備えられる。本発明では、有機ＥＬ素子４６０にｎ型第１有機ＴＦＴ４１０が連結され、特に、前記有機ＥＬ素子４６０の画素電極４６２にｎ型第１有機ＴＦＴ４１０の第２電極４１３が連結されるところ、したがって、前記画素電極４６２は、カソード電極となり、これに対応する画素電極４６１は、アノード電極となる。以下、後述する実施形態における有機ＴＦＴは、何れもｎ型有機ＴＦＴを意味する。
【００５１】
有機ＥＬ素子が背面発光型である場合には、前記基板４８１及び前記対向電極４６１が透明な素材で形成され、前記画素電極４６２は、光反射率が良好な金属素材で形成される。有機ＥＬ素子が前面発光型である場合には、前記対向電極４６１が光反射率が良好な金属素材で形成され、前記画素電極４６２及び後述する保護膜４８５、有機半導体層４８０及びゲート絶縁膜４８３が透明な素材で形成されうる。本発明によるＥＬ素子は、背面発光型でもあり、前面発光型または両面発光型でもある等、ＥＬ素子から生成された光は、対向電極４６１及び画素電極４６２のうち、少なくとも何れか一つ以上の方向を通じて出射されうる。
【００５２】
前記対向電極４６１が透明素材で形成される時には、前記対向電極４６１がアノード電極として使用されうるので、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３で形成される。反射型電極として使われる時には、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒまたはこれらの化合物で低い抵抗の反射膜を厚く形成した後、その上部にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３で電極を形成できる。
【００５３】
前記対向電極４６１は、全体副画素を覆うようにまたは各副画素に対応するように備えられうる。
【００５４】
前記画素電極４６２が透明な素材で形成される時には、仕事関数が小さな金属、すなわち、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇまたはこれらの化合物を薄く反射膜で蒸着した後、その上に、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３のような透明電極形成用物質として補助電極やバス電極ラインを備えた、二重構造を有させることができる。そして、反射型電極として使われる時には、前記Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇまたはこれらの化合物を前面蒸着して形成する。前記画素電極のパターンは、副画素に対応する形態に形成されうる。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、対向電極及び画素電極として導電性ポリマーのような有機物を使用することもある。
【００５５】
一方、有機ＥＬ素子４６０は、前述したように、前記第１有機ＴＦＴ４１０の第２電極４１３から電荷供給を受ける画素電極４６２、対向電極４６１、そして前記画素電極４６２と対向電極４６１との間に介在された少なくとも発光層を含む中間層４８７を有し、前記中間層４８７は有機物で形成される。
【００５６】
有機ＥＬ素子４６０は、前記有機物の種類によって、低分子有機膜または高分子有機膜で備えられうる。
【００５７】
低分子有機膜を使用する場合、前記中間層は、ホール注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、ホール輸送層（ＨＴＬ：Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）、発光層（ＥＭＬ：ＥＭｉｓｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、電子輸送層（ＥＴＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）及び電子注入層（ＥＩＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）が単一あるいは複合の構造で積層されて形成され、使用可能な有機材料も銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、Ｎ,Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ,Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＢ）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）をはじめとして多様に適用可能であるが、前記画素電極及び対向電極に電荷を供給すれば、ホールと電子とが結合することによって、励起子が生成され、この励起子が励起状態から基底状態に変化されるにつれて、前記発光層が発光する。
【００５８】
前述したように、前記画素電極４６２がカソード電極となり、前記対向電極４６１がアノード電極となるので、前記中間層４８７は、前記画素電極４６２から順次にＥＩＬ、ＥＴＬ、ＥＭＬ、ＨＴＬ及びＨＩＬで備えられうる。もちろん、この外の他の層がさらに備えられることもある。
【００５９】
このような低分子有機膜は、真空中で有機物を加熱して蒸着する方式で形成されうる。もちろん、前記中間層の構造は、必ずしもこれに限定されるものではなく、必要に応じて多様な層として構成できる。
【００６０】
高分子有機膜を使用する場合には、前記中間層４８７は、大体、ＨＴＬ及びＥＭＬで備えられ、前述したように、前記画素電極４６２がカソード電極となり、前記対向電極４６１がアノード電極となるので、前記中間層４８７は、前記画素電極４６２から順次にＥＭＬ及びＨＴＬで備えられうる。
【００６１】
前記高分子ＨＴＬは、ポリエチレンジヒドロキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）や、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）を使用して、インクジェットプリンティングやスピンコーティング法によって形成されうる。前記高分子有機発光層は、ＰＰＶ（ポリフェニルビニレン）、溶解性ＰＰＶ、Ｃｙａｎｏ−ＰＰＶ、ポリフルオレンで備えられ、インクジェットプリンティングやスピンコーティングまたはレーザを利用した熱転写方式のような通常の方法でカラーパターンを形成できる。もちろん、このような高分子有機層の場合にも、前記中間層の構造は、必ずしもこれに限定されるものではなく、必要に応じて多様な層として構成できる。
【００６２】
前記のように備えられる有機ＥＬ素子４６０の上部には保護膜４８５が備えられ、前記保護膜４８５には、その下部の画素電極４６２が露出されるように、第１コンタクトホール４８５ａが形成され、前記第１コンタクトホール４８５ａが形成された領域を含む所定の領域に第２電極４１３が形成される。前記第２電極４１３は、前記保護膜４８５に形成された前記第１コンタクトホール４８５ａを通じて、前記有機ＥＬ素子４６０の画素電極４６２と連結される。
【００６３】
前記保護膜４８５の上部には第１有機ＴＦＴ４１０が備えられるところ、本発明による有機ＥＬディスプレイ素子では、前記第１有機ＴＦＴ４１０は、ｎ型有機ＴＦＴで備えられる。
【００６４】
図８を参照して、第１有機ＴＦＴ４１０の構造を概略的に説明しようとすれば、まず前記保護膜４８５の上部には、第１電極４１２及び第２電極４１３が備えられる。
【００６５】
前記第１電極４１２及び第２電極４１３の上部には、ｎ型有機半導体層４８０が備えられる。前記ｎ型有機半導体層４８０は、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（ＮＴＣＤＡ）、ペリレンテトラカルボン酸二無水物（ＰＴＣＤＡ）、ヘキサデカフルオロフタロシアニン銅（Ｆ１６ＣｕＰｃ）、Ｃ６０、パンタセン、３,４,９,１０−ペリレンテトラカルボキシジイミド（ＰＴＣＤＩ）−Ｃ８で形成され、真空蒸着法または熱蒸発法を利用して形成されうる。
【００６６】
前記ｎ型有機半導体層４８０の上部には、ゲート絶縁膜４８３が備えられる。前記ゲート絶縁膜４８３は、有機物により形成され、そのような有機物としては、ＰＩ、パリレン、ａｃｒｙｌ−ｂａｓｅｄｐｏｌｙｍｅｒ（ＰＭＭＡ）、エポキシ、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ピリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、フェノール樹脂のようなものが挙げられる。
【００６７】
前記ゲート絶縁膜４８３の上部には、第１ゲート電極４１１が備えられる。前記第１ゲート電極４１１としては、ＭｏＷ、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｌ／Ｃｕのような導電性金属または導電性ポリマーのような多様な導電性物質をスパッタリング及びフォトリソグラフィ工程またはインクジェット蒸着を利用して形成できる。前記第１ゲート電極４１１は、図８に示されたように、一定部分を前記第１電極４１２及び前記第２電極４１３と重畳させることができるが、必ずしもこれに限定されていない。
【００６８】
前述したように、基板４８１上に有機ＥＬ素子４６０を備え、その上部に第１有機ＴＦＴ４１０を備えることによって、前記基板４８１を通じて前記有機ＥＬ素子４６０から発生した光を放出する背面発光型の場合、１００％に近い開口率を確保できる。特に、有機ＴＦＴの場合、その電荷のモビリティー（移動度）が低いため、オンカレントレベルを高めるために有機ＴＦＴのサイズが大きいことの良く、したがって、有機ＥＬ素子と同一平面に前記有機ＴＦＴを備える場合、開口率が低下するという問題点があったところ、本発明のように、有機ＥＬ素子の上部に有機ＴＦＴを備えれば、前記有機ＴＦＴのサイズを大きくしても開口率が低下するという問題点が発生しない。
【００６９】
また、前述したように、第１電極４１２及び第２電極４１３を備え、その上部にｎ型有機半導体層４８０、ゲート絶縁膜４８３及び第１ゲート電極４１１が備えられる、いわば、スタガード型有機ＴＦＴ４１０を備えることによって、前記第１有機ＴＦＴ４１０の前記第２電極４１３と前記有機ＥＬ素子４６０の画素電極４６２とを容易に連結できる。すなわち、前記有機ＥＬ素子４６０と前記第１有機ＴＦＴ４１０との間に備えられた保護膜４８５に、第１コンタクトホール４８５ａを備えて、前記第２電極４１３と前記有機ＥＬ素子４６０の前記画素電極４６２とを容易に連結できる。
【００７０】
図９を参照して、前記第１有機ＴＦＴ４１０と前記有機ＥＬ素子４６０に連結される第２有機ＴＦＴ４５０及びストレージキャパシタ４４０の構造について簡略に説明する。
【００７１】
図９に示されたように、第２有機ＴＦＴ４５０の構造は、前述した第１有機ＴＦＴ４１０の構造と同じである。
【００７２】
ストレージキャパシタ４４０は、前記第１有機ＴＦＴ４１０の第１電極４１２と連結される第１キャパシタ電極４４１、そして前記第１キャパシタ電極４４１に対向配置され、前記第２有機ＴＦＴ４５０の第４電極４５３及び前記第１有機ＴＦＴ４１０の第１ゲート電極４１１と連結された第２キャパシタ電極４４２で備えられる。前記第１キャパシタ電極４４１は、前記第１電極４１２と一体に形成され、前記第２キャパシタ電極４４２は、前記第１ゲート電極４１１と一体に形成されうる。
【００７３】
前記第１キャパシタ電極４４１と前記第２キャパシタ電極４４２との間には、ｎ型有機半導体層４８０とゲート絶縁膜４８３が位置し、前記ｎ型有機半導体層４８０とゲート絶縁膜４８３とが誘電体の役割を行う。そして、前記第２キャパシタ電極４４２は、前記ｎ型有機半導体層４８０とゲート絶縁膜４８３とに形成された第２コンタクトホール４８３ａを通じて前記第２有機ＴＦＴ４５０の第４電極４５３に連結される。
【００７４】
前述したような構造を有するストレージキャパシタ４４０は、画素電極４６２への電流を維持するか、または駆動速度を向上させる機能を行う。
【００７５】
図１０は、前記実施形態による有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ１ないしＱ５に沿って、第１有機ＴＦＴ４１０、ストレージキャパシタ４４０及び第２有機ＴＦＴ４５０を概略的に示す断面図である。
【００７６】
図１０を参照すれば、第１有機ＴＦＴ４１０の第１電極４１２及び第２電極４１３と、ストレージキャパシタ４４０の第１キャパシタ電極４４１と、第２有機ＴＦＴ４５０の第３電極４５２及び第４電極４５３とは、同一平面に備えられている。そして、前記第１有機ＴＦＴ４１０の第１ゲート電極４１１と、前記ストレージキャパシタ４４０の第２キャパシタ電極４４２と、前記第２有機ＴＦＴ４５０の第２ゲート電極４５１とは、同一平面に備えられている。
【００７７】
第１有機ＴＦＴ４１０とストレージキャパシタ４４０、そして第２有機ＴＦＴ４５０が、前述したような構造を備えるようにすることによって、有機ＴＦＴで備えられるスイッチングトランジスタとドライビングトランジスタ、そしてストレージキャパシタを備える能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置のアレイを容易に具現できる。また、図１０に示されたように、前記有機ＴＦＴ及びストレージキャパシタの下部に有機ＥＬ素子４６０を備えさせることによって、基板４８１を通じて前記有機ＥＬ素子４６０から発生した光を放出する背面発光型の場合、１００％の開口率を確保できる。
【００７８】
後者において、前記有機ＴＦＴを備える工程は、低温工程であるので、その下部の有機ＥＬ素子４６０及び基板４８１に影響を与えない有機ＥＬディスプレイ装置を具現できる。この場合、前述したように、前記有機ＥＬ素子４６０を構成する対向電極４６１は、透過型電極となり、画素電極４６２は、反射型電極で備えられうる。
【００７９】
図１１は、本発明の望ましい第２実施形態による有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す断面図である。
【００８０】
図１１を参照すれば、基板４８１上に対向電極４６１、少なくとも発光層を含む中間層４８７及び画素電極４６２で備えられる有機ＥＬ素子が備えられ、その上部に、二つのスタガード型のｎ型有機ＴＦＴ４１０，４５０及びストレージキャパシタ４４０が備えられ、前記ｎ型有機ＴＦＴ４１０，４５０のうち、第１有機ＴＦＴ４１０の第２電極４１３が前記有機ＥＬ素子の画素電極４６２と連結されたことは、前述した第１実施形態と同じである。
【００８１】
本実施形態と前述した第１実施形態との差異点は、前記対向電極４６１上に画素定義膜４８６が備えられているという点である。すなわち、本実施形態において、有機ＥＬ素子で備えられるそれぞれの副画素は、画素定義膜４８６によって区分される。
【００８２】
画素定義膜４８６は、図１１に示されたように、前記対向電極４６１上に各副画素間に備えられて発光領域を定義する役割以外に、各副画素別に備えられる前記画素電極４６２のエッジと前記対向電極４６１との間隔を広めて、前記画素電極４６２のエッジ部分で前記発光層を含む中間層４８７が切れるか、または電界が集中する現象を防止することによって、前記対向電極４６１と前記画素電極４６２との短絡を防止する役割を行う。
【００８３】
図１２は、本発明の望ましい第３実施形態による有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部の一部を概略的に示す平面図である。
【００８４】
前述したように、有機ＥＬディスプレイ装置は、発光層での発光色相によって多様な画素パターンを備えるが、例えば、赤色、緑色及び青色の副画素を含む画素を備える。すなわち、前記有機ＥＬ素子は、電流駆動方式の発光素子であって、前記素子を構成する両電極間の電流のフローによって、赤色、緑色または青色の光を発光して所定の画像を具現できるが、前記色の光は、前記有機ＥＬ素子の中間層に備えられた発光層を、図１２に示されたように、前記赤色４９１、緑色４９２または青色４９３の光を放出する発光層にすることによって発生させることができる。もちろん、本発明に適用される前記放出光の色相別副画素の配列順序及びその配列位置は、図１２に示されたところに限定されず、ストライプ配列、モザイク配列またはデルタ配列となることもある。また、各副画素部内の有機ＴＦＴ４１０，４５０とストレージキャパシタ４４０の配列も、図１２に示されたところに限定されない。
【００８５】
前記発光層が赤色の光を放出するようにする場合には、ポリ（１,４−フェニレンビニレン）誘導体、ナイルレッド、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ２）、２,３,７,８,１２,１３,１７,１８−オクタエチル−２１Ｈ、２３Ｈ−ポルフィンプラチヌム（ＩＩ）（ＰＥＯＥＰ）、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔｅｒｔブチル−６−（１,１,７,７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピランを利用して、前記赤色の発光層を備える副画素４９１を形成でき、前記発光層が緑色の光を放出するようにする場合には、１０−（２−ベンゾチアゾリル）−２,３,６,７−テトラヒドロ−１,１,７,７−テトラメチル−１Ｈ,５Ｈ,１１Ｈ−［１］ベンゾピラノ［６,７,８−ｉｊ］キノリジン（Ｃ５４５Ｔ）、トリ（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（２−（２−ピリジルフェニル−Ｃ,Ｎ））イリジウム（ＩＩ）（Ｉｒ）ｐｐｙを利用して、前記緑色の発光層を備える副画素４９２を形成でき、前記発光層が青色の光を放出するようにする場合には、フルオレン系高分子、スピロフルオレン系高分子、ジカルバゾールスチルベン（ＤＣＳ）（別名、“ビス［カルバゾール−（９）］−スチルベン”という）のようなカルバゾール系低分子、４,４’−ビス（２,２’−ジフェニルエテン−１−イル）ビフェニル（ＤＰＢＶｉ）、Ｎ,Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ,Ｎ−ビス（フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＤ）を利用して、前記青色の発光層を備える副画素４９３を形成できる。
【００８６】
図１３は、本発明の望ましい第４実施形態による有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す断面図である。
【００８７】
図１３を参照すれば、基板４８１上に対向電極４６１、少なくとも発光層を含む中間層４８７及び画素電極４６２で備えられる有機ＥＬ素子が備えられ、その上部に、二つのスタガード型のｎ型有機ＴＦＴ４１０，４５０及びストレージキャパシタ４４０が備えられ、前記ｎ型有機ＴＦＴ４１０，４５０のうち、第１有機ＴＦＴ４１０の第２電極４１３が前記有機ＥＬ素子の画素電極４６２と連結されたことは、前述した実施形態と同じである。
【００８８】
本実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置と前述した第３実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置との差異点は、前記基板４８１と前記対向電極４６１との間にカラーフィルタ４９５が備えられているという点である。
【００８９】
すなわち、前述した第３実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置は、前記有機ＥＬ素子の中間層４８７に備えられた発光層を赤色、緑色または青色を放出する物質で備えさせることによって、前記放出光を利用してフルカラー画像を具現するが、本実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置は、前記発光層が白色の発光層で備えられており、前記発光層から放出される白色光を前記カラーフィルタ４９５を通じてそれぞれ赤色、緑色または青色の光のみを放出させて、所定のフルカラー画像を具現する。このとき、前記白色光は、全ての可視光線領域の波長を含む白色光でもありうるが、赤色、緑色または青色に該当する波長でピークのあるスペクトルを有する白色光でもありうる。
【００９０】
図１４は、本発明の望ましい第５実施形態による有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す断面図である。
【００９１】
図１４を参照すれば、基板４８１上に対向電極４６１、少なくとも発光層を含む中間層４８７及び画素電極４６２で備えられる有機ＥＬ素子が備えられ、その上部に、二つのスタガード型のｎ型有機ＴＦＴ４１０，４５０及びストレージキャパシタ４４０が備えられ、前記ｎ型有機ＴＦＴ４１０，４５０のうち、第１有機ＴＦＴ４１０の第２電極４１３が前記有機ＥＬ素子の画素電極４６２と連結されたことは、前述した実施形態と同じである。
【００９２】
本実施形態と前述した第３実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置及び第４実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置との差異点は、前記基板４８１と前記対向電極４６１との間に色変換層４９６が備えられているという点である。
【００９３】
すなわち、前述した第３実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置は、前記有機ＥＬ素子の中間層４８７に備えられた発光層を赤色、緑色または青色を放出する物質で備えさせることによって、前記放出光を利用してフルカラー画像を具現し、前述した第４実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置は、前記発光層が白色発光層で備えられており、前記発光層から放出される白色光をカラーフィルタを通じて赤色、緑色または青色の光のみを放出させて所定のフルカラー画像を具現するが、本実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置は、前記発光層が青色発光層で備えられており、前記発光層から放出される青色光を発光させ、色変換層４９６を通じて赤色、緑色または青色の光を放出させて所定のフルカラー画像を具現する。
【００９４】
図１５ないし図１８は、本発明による有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の製造工程を概略的に示す断面図である。
【００９５】
図１５を参照すれば、まず基板４８１上に前記基板４８１の全面にわたって、または各副画素別に対向電極４６１を形成し、前記対向電極４６１の上部に少なくとも発光層を含む中間層４８７をインクジェットプリンティングやスピンコーティング、または熱転写法を利用して形成した後、前記中間層４８７の上部に各副画素別に画素電極４６２を備える。そして、前記画素電極４６２上に保護膜４８５を備えた後、前記保護膜４８５に各副画素別に前記画素電極４６２の一部が露出される第１コンタクトホール４８５ａを形成する。前記第１コンタクトホール４８５ａは、レーザ切除法（ＬＡＴ：Ｌａｓｅｒ Ａｂｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）、すなわち、レーザを利用して形成できる。
【００９６】
前記のような工程を経た後、図１６に示されたように、前記第１コンタクトホール４８５ａを通じて前記画素電極４６２に連結される第２電極４１３と、互いに一体に形成される第１電極４１２及び第１キャパシタ電極４４１と、第４電極４５３と、第３電極４５２と、を形成する。前記第２電極４１３、前記第１電極４１２、前記第１キャパシタ電極４４１、前記第４電極４５３、及び前記第３電極４５２は、シャドウマスクを利用して蒸着を通じてパターニングがなされると同時に形成させることができ、それ以外にも、インクジェットプリンティング法を利用してパターニングがなされると同時に形成させることもある。
【００９７】
前記のように、第２電極４１３、第１電極４１２、第１キャパシタ電極４４１、第４電極４５３及び第３電極４５２を形成した後、図１７に示されたように、前記電極を覆いつつ、前記基板４８１の全面に設けられるｎ型有機半導体層４８０を真空蒸着法または熱蒸発法を利用して形成し、前記ｎ型有機半導体層４８０上に前記基板４８１の全面に設けられるゲート絶縁膜４８３をスピンコーティング法を利用して形成し、その後、前記第４電極４５３が露出されるように、前記ｎ型有機半導体層４８０及び前記ゲート絶縁膜４８３内に第２コンタクトホール４８３ａを形成する。前記第２コンタクトホール４８３ａも、前述したレーザ切除法（ＬＡＴ）を利用して形成できる。
【００９８】
前記のような段階を経た後、前記ゲート絶縁膜４８３の上部に備えられる第１ゲート電極４１１及び第２ゲート電極４５１と、前記第２コンタクトホール４８３ａを通じて前記第４電極４５３に連結され、前記第１キャパシタ電極４４１の上部に備えられる第２キャパシタ電極４４２を、シャドウマスクを利用した蒸着やインクジェットプリンティング法を利用してパターニングがなされると同時に形成させることによって、図１８に示されたように、ｎ型有機ＴＦＴ及びストレージキャパシタを備えた有機ＥＬディスプレイ装置を製作できる。もちろん、前記のように製造された有機ＥＬ素子及び有機ＴＦＴの上部に、密封部材及び全面基板が設けられることもある。
【００９９】
前述したような段階を経て、ｎ型有機ＴＦＴ及びストレージキャパシタを備えた有機ＥＬ素子のアレイを容易に製作することによって、前記のようなｎ型有機ＴＦＴ及びストレージキャパシタを備えた有機ＥＬディスプレイ装置の量産が可能である。特に、前記有機ＥＬ素子４６０を形成した後の後続工程は、何れも蒸着やスピンコーティングでなされるので、前記のような工程を通じたｎ型有機ＴＦＴ及びストレージキャパシタを備えた有機ＥＬディスプレイ装置の量産が可能である。すなわち、前記有機ＥＬ素子の上部に備えられる有機ＴＦＴの場合、金属電極は、シャドウマスクを利用した蒸着でパターニングして形成され、ｎ型有機半導体層４８０は、スピンコーティングや蒸着で形成され、ゲート絶縁膜４８３は、有機物を利用してスピンコーティング法で形成されることができるので、その下部の有機ＥＬ素子に損傷を与えずに、前記のような構造の有機ＥＬディスプレイ装置を製造できる。
【０１００】
一方、前記のような製造工程において、前記対向電極４６１を備える段階と前記中間層４８７を備える段階との間に、画素定義膜を備える段階をさらに有することもある。この場合には、前記対向電極４６１を形成した後、前記対向電極４６１上に画素定義膜の材料を前記基板４８１の全面に塗布した後、これをフォトリソグラフィ法でパターニングした後に焼成することによって形成できる。この場合、有機膜で形成される構成要素は、まだ設けられる前であるので、前記のような方法で画素定義膜を形成できる。
【０１０１】
そして、前記中間層４８７に含まれた発光層が赤色、緑色または青色を発光するものではない白色光を放出する発光層で形成し、前記対向電極４６１を設ける段階前に、前記基板４８１上に前記発光層から放出された白色光を赤色、緑色または青色光にフィルタリングするカラーフィルタを設ける段階をさらに有することができる。また、これと違って、前記発光層は、青色光を放出する発光層であり、前記対向電極４６１を備える段階前に、前記基板４８１上に前記発光層から放出された青色光を赤色、緑色または青色光に変換させる色変換層を備える段階をさらに備えることもある。
【０１０２】
本発明は、図面に示された実施形態を参考として説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であることが分かる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、ｎ型有機ＴＦＴを有機ＥＬ素子の上部に備えて、約１００％の開口率を有させ、アレイに具現し易い能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置を提供することによって、消費電力が減少し、寿命が延長した有機ＥＬ素子及びそれを利用したディスプレイ装置分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】従来の能動駆動型のＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す平面図である。
【図２】図１の能動駆動型のＥＬディスプレイ装置の副画素部を図１のＰ１ないしＰ７に沿って概略的に示す断面図である。
【図３】従来の有機ＴＦＴを備えた有機ＥＬディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【図４】従来の有機ＴＦＴを備えた有機ＥＬディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の望ましい一実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型のＥＬディスプレイ装置の回路を概略的に示す回路図である。
【図６】図５のＡ部分を示す回路図である。
【図７】前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す平面図である。
【図８】前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ５及びＱ６に沿って概略的に示す断面図である。
【図９】前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ１ないしＱ３に沿って概略的に示す断面図である。
【図１０】前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ１ないしＱ５に沿って概略的に示す断面図である。
【図１１】本発明の望ましい他の一実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す断面図である。
【図１２】本発明の望ましいさらに他の一実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部の一部を概略的に示す平面図である。
【図１３】本発明の望ましいさらに他の一実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す断面図である。
【図１４】本発明の望ましいさらに他の一実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す断面図である。
【図１５】本発明によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の製造工程を概略的に示す断面図である。
【図１６】本発明によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の製造工程を概略的に示す断面図である。
【図１７】本発明によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の製造工程を概略的に示す断面図である。
【図１８】本発明によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の製造工程を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
４１０…第１有機ＴＦＴ、
４１１…第１ゲート電極、
４１２…第１電極、
４１３…第２電極、
４４０…ストレージキャパシタ、
４４１…第１キャパシタ電極、
４４２…第２キャパシタ電極、
４５０…第２有機ＴＦＴ、
４５１…第２ゲート電極、
４５２…第３電極、
４５３…第４電極、
４６０…ＥＬ素子、
４６１…対向電極、
４６２…画素電極、
４８０…ｎ型有機半導体層、
４８１…基板、
４８３…ゲート絶縁膜、
４８３ａ…第２コンタクトホール、
４８５…保護膜、
４８５ａ…第１コンタクトホール、
４８６…画素定義膜、
４８７…中間層、
４９１…赤色発光副画素、
４９２…緑色発光副画素、
４９３…青色発光副画素、
４９５…カラーフィルタ、
４９６…色変換層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えた能動駆動型の有機電界発光（ＥＬ）ディスプレイ装置に関わり、さらに詳細には、ｎ型有機ＴＦＴを備え、約１００％の高開口率を有し、アレイに具現し易い能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の能動駆動型のＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す平面図であり、図２は、図１の能動駆動型のＥＬディスプレイ装置の副画素部を図１のＰ１ないしＰ７に沿って概略的に示す断面図である。
【０００３】
前記図面を参照すれば、シリコンで形成される半導体層１８０を備える既存のシリコンＴＦＴ１１０，１５０の場合、高濃度の不純物でドーピングされたソース領域及びドレイン領域と、前記二つの領域の間に形成されたチャンネル領域とを有する半導体層１８０を有し、前記半導体層１８０と絶縁されて前記チャンネル領域に対応する領域に位置するゲート電極１１１，１５１と、前記ソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接触するソース電極１１２，１５２及びドレイン電極１１３，１５３と、を有する。
【０００４】
しかし、前記のような構造の既存のシリコンＴＦＴ１１０，１５０は、製造コストが高くなり、外部の衝撃によって容易に砕け、３００℃以上の高温工程によって生産されるため、プラスチック基板を使用できないという問題点がある。
【０００５】
特に、液晶表示装置（ＬＣＤ）や電界発光表示装置（ＥＬＤ）のような平板表示装置には、各画素の動作を制御するスイッチング素子及び各画素の駆動素子としてＴＦＴが使われるところ、このような平板表示装置において、最近要求されている大型化及び薄型化と共に、フレキシブル特性を満足させるために、既存のガラス材ではないプラスチック材で備えられる基板を使用しようとする試みが続いている。しかし、プラスチック基板を使用する場合には、前述したように、高温工程ではない低温工程を使用せねばならない。したがって、従来のシリコンＴＦＴを使用し難いという問題点があった。
【０００６】
このような問題点を解決するために、最近、低温工程が可能な有機膜を半導体層として使用する有機ＴＦＴについての研究が活発になされている。
【０００７】
図３は、従来の有機ＴＦＴを備えた有機ＥＬディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【０００８】
図３を参照すれば、基板２００上に形成された有機ＥＬ素子２１０と有機ＴＦＴ２２０とが備えられている。有機ＥＬ素子２１０は、前記基板２００上に順次に形成された透明電極２１１、有機物発光層２１２及び金属電極２１３を備え、有機ＴＦＴ２２０は、前記基板２００上に備えられたゲート電極２２１、前記ゲート電極２２１上に備えられた誘電層２２２、前記誘電層２２２上に備えられた有機半導体層２２３及び前記誘電層２２２上で前記有機半導体層２２３の両側に配置されたソース電極２２４及びドレイン電極２２５を備える。前記ドレイン電極２２５は、有機ＥＬ素子２１０の透明電極２１１及び有機物発光層２１２と連結される。
【０００９】
しかし、前記のような有機ＥＬ素子２１０は、前記有機ＴＦＴ２２０と水平方向に並んで配列された構造を有する。したがって、有機ＴＦＴ２２０のサイズによって、低い開口率になってしまうという問題点がある。開口率が低い場合、ディスプレイ素子における単位画素での発光強度を高めねばならないので、これによる寿命短縮という問題点が発生する。
【００１０】
このような問題点を解決するために、特許文献１には、有機ＴＦＴと有機ＥＬ素子とが垂直に積層された能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置が開示されている。
【００１１】
図４は、前記特許文献１に開示された有機ＴＦＴを備えた有機ＥＬディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【００１２】
前記図４を参照すれば、基板３００上に備えられた有機ＥＬ素子３１０と有機ＴＦＴ３３０とが第１絶縁層３２０に分離されて垂直に備えられている。有機ＥＬ素子３１０は、前記基板３００上に順次に形成された透明電極３１１、有機物発光層３１２及び金属電極３１３を備え、有機ＴＦＴ３３０は、前記第１絶縁層３２０上に備えられたゲート電極３３１、前記ゲート電極３３１上に備えられた第２絶縁層３３２、前記第２絶縁層３３２上に備えられたソース電極３３４及びドレイン電極３３５、前記ソース電極３３４及び前記ドレイン電極３３５に連結された有機半導体層３３３を備え、前記ソース電極３３４は、前記金属電極３１３に連結されている。
【００１３】
しかし、前記特許文献１に開示されたものは、複数個の有機ＴＦＴ及びそれを備えた複数個の有機ＥＬ素子が備えられた概念、すなわち、アレイ概念ではない一つの有機ＴＦＴを備えた一つの有機ＥＬ素子の概念であり、これを利用して、複数個の有機ＴＦＴを有する複数個の有機ＥＬ素子を備えてなる、実際に使用されうる能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置を具現し難いという問題点がある。
【００１４】
また、前記特許文献１に開示された構造においては、前記有機ＴＦＴ３３０は、いわば、インバーテッドコプラナー構造（ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｃｏｐｌａｎａｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）になっているところ、前記のような構造の有機ＴＦＴ３３０を利用して、能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置を具現するためには、複雑な工程を経て複雑な構造を有し、実際に使用されうる能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置を具現するのは難しいという問題点がある。
【特許文献１】韓国公開特許第２００３−００１７７４８号明公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、前記問題点を含んで色々な問題点を解決するためのものであって、有機ＴＦＴを備え、約１００％の開口率を有し、アレイに具現し易い能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置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】
【００１６】
前記目的及びその外の色々な目的を達成するために、本発明は、対向電極と、前記対向電極上に備えられた少なくとも発光層を含む中間層と、前記中間層上に備えられた画素電極と、前記画素電極の上部に備えられ、前記画素電極と絶縁される第１電極と、前記画素電極の上部に備えられ、前記画素電極と連結される第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極と接触するｎ型有機半導体層と、前記ｎ型有機半導体層の上部に備えられ、前記第１電極、前記第２電極及び前記ｎ型有機半導体層と絶縁された第１ゲート電極と、を含むことを特徴とする有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置を提供する。
【００１７】
このような本発明の他の特徴によれば、前記画素電極上に保護膜が備えられ、前記保護膜上に前記第１電極及び前記第２電極が備えられ、前記第２電極は、前記保護膜に備えられたコンタクトホールを通じて前記画素電極と連結されうる。
【００１８】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ｎ型有機半導体層上にゲート絶縁膜が備えられ、前記ゲート絶縁膜上に前記第１ゲート電極が備えられうる。
【００１９】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ゲート絶縁膜が有機物でありうる。
【００２０】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１電極と連結される第１キャパシタ電極及び前記第１キャパシタ電極に対向配置され、前記第１ゲート電極と連結された第２キャパシタ電極を備えるキャパシタと、前記第２キャパシタ電極に連結される第４電極と、前記第４電極に接触する有機半導体層と、前記有機半導体層に接触する第３電極と、前記第４電極、前記第３電極及び前記有機半導体層と絶縁された第２ゲート電極と、をさらに備えることができる。
【００２１】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第２電極、前記第１電極、前記第１キャパシタ電極、前記第４電極及び前記第３電極は、同一平面に備えられ、前記第１ゲート電極、前記第２キャパシタ電極及び前記第２ゲート電極は、同一平面に備えられうる。
【００２２】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記対向電極は透明電極であり、前記画素電極は反射型電極でありうる。
【００２３】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記対向電極上に画素定義膜が備えられうる。
【００２４】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記中間層に含まれた発光層は、赤色、緑色または青色光を放出する発光層でありうる。
【００２５】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記発光層は、白色光を放出する発光層であり、前記対向電極と前記発光層とを含む中間層の間に、前記発光層から放出された白色光を赤色、緑色または青色光にフィルタリングするカラーフィルタがさらに備えられうる。
【００２６】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記発光層は、青色光を放出する発光層であり、前記対向電極と前記発光層とを含む中間層の間に、前記発光層から放出された青色光を赤色、緑色または青色光に変換させる色変換層がさらに備えられうる。
【００２７】
本発明はまた、前記目的を達成するために、基板の全面にまたは所定のパターンで対向電極を設ける段階と、前記対向電極上に少なくとも発光層を含む中間層を設ける段階と、前記中間層上に所定パターンの画素電極を設ける段階と、前記画素電極を覆いつつ、前記基板の全面に保護膜を設ける段階と、前記保護膜に前記画素電極が露出されるように第１コンタクトホールを形成する段階と、前記保護膜上に、前記第１コンタクトホールを通じて前記画素電極に連結される第２電極と、一体に形成される第１電極及び第１キャパシタ電極と、第４電極と、第３電極と、を形成する段階と、前記電極を覆いつつ、前記基板の全面に備えられるｎ型有機半導体層を設ける段階と、前記ｎ型有機半導体層上に前記基板の全面に備えられるゲート絶縁膜を設ける段階と、前記第４電極が露出されるように前記ｎ型有機半導体層及び前記ゲート絶縁膜内に第２コンタクトホールを形成する段階と、前記ゲート絶縁膜上に、第１ゲート電極と、前記第２コンタクトホールを通じて前記第４電極に連結され、前記第１キャパシタ電極の上部に備えられる第２キャパシタ電極と、第２ゲート電極と、を形成する段階と、を含むことを特徴とする有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の製造方法を提供する。
【００２８】
このような本発明のさらに他の特徴によれば、前記対向電極を備える段階と前記中間層を設ける段階との間に、画素定義膜を設ける段階をさらに備えることができる。
【００２９】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記発光層は、白色光を放出する発光層であり、前記対向電極を備える段階以前に、前記基板上に前記発光層から放出された白色光を赤色、緑色または青色光にフィルタリングするカラーフィルタを設ける段階をさらに備えることができる。
【００３０】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記発光層は、青色光を放出する発光層であり、前記対向電極を設ける段階以前に、前記基板上に前記発光層から放出された青色光を赤色、緑色または青色光に変換させる色変換層を設ける段階をさらに備えることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置及びその製造方法によれば、次のような効果が得られる。
【００３２】
第一に、ｎ型有機ＴＦＴを有機ＥＬ素子の上部に備えることによって、１００％の開口率を有させることができる。
【００３３】
第二に、約１００％の高開口率を有させることによって、同じ輝度を得るために、有機ＥＬ素子に印加される電流の量を減らすことができ、これを通じて消費電力を低下させて有機ＥＬ素子の寿命を延長させることができる。
【００３４】
第三に、有機ＴＦＴのオンカレントレベルを高めるために、有機ＴＦＴのサイズを大きくすることが良いところ、前記有機ＴＦＴが有機ＥＬ素子の上部に位置するので、開口率の低下なしにも十分に大きい有機ＴＦＴを備えることができる。
【００３５】
第四に、スタガード型有機ＴＦＴを備えることによって、構造を単純化させて収率を向上させることができる。
【００３６】
第五に、アレイに具現し易い能動駆動型の有機ＥＬ素子の構造を取ることによって、量産を通じてコストを節減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明すれば、次の通りである。
【００３８】
図５は、本発明の望ましい第１実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型のＥＬディスプレイ装置の回路を概略的に示す回路図であり、図６は、図５のＡ部分を示す回路図である。図７は、前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す平面図であり、図８は、前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ５及びＱ６に沿って概略的に示す断面図であり、図９は、前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ１ないしＱ３に沿って概略的に示す断面図であり、図１０は、前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ１ないしＱ５に沿って概略的に示す断面図である。
【００３９】
ＥＬディスプレイ装置は、発光層での発光色相によって多様な画素パターンを備えるが、例えば、赤色、緑色及び青色の副画素を含む画素を備える。前記ＥＬ素子は、電流駆動方式の発光素子であって、前記素子を構成する両電極間の電流のフローによって、赤色、緑色または青色の光を発光して所定の画像を具現する。
【００４０】
前記ＥＬ素子の構成を簡略に説明すれば、対向電極と、前記対向電極の上部に備えられる少なくとも発光層を含む中間層と、前記中間層の上部に備えられる画素電極と、で構成される。本発明は、必ずしも前記のような構造に限定されるものではなく、多様なＥＬ素子の構造がそのまま適用されうる。
【００４１】
ＥＬ素子を利用した平板ディスプレイ装置は、輝度、コントラスト及び視野角の側面で、他の従来のディスプレイ装置より優れるという長所があって、研究開発が活発であるところ、特に、図５ないし図１０に示されたように、各画素ごとにトランジスタを備えて各画素の発光如何または各画素に印加される信号を制御するアクティブマトリックス型のＥＬディスプレイ装置が注目されており、特に、本発明は、前記トランジスタがｎ型有機ＴＦＴである有機ＥＬディスプレイ装置についてのものである。
【００４２】
図５及び図６を参照すれば、各副画素部は、駆動回路によって駆動される第２有機ＴＦＴ４５０、前記第２有機ＴＦＴ４５０によって駆動される第１有機ＴＦＴ４１０、及び前記第１有機ＴＦＴ４１０によって駆動される有機ＥＬ素子４６０を備える。
【００４３】
前記第２有機ＴＦＴ４５０の第３電極４５２は、第１導線４２０によって駆動回路に連結され、前記第２有機ＴＦＴ４５０の第２ゲート電極４５１は、第２導線４３０によって駆動回路に連結され、前記第２有機ＴＦＴ４５０の第４電極４５３は、ストレージキャパシタ４４０の第２キャパシタ電極（上部電極）４４２及び前記第１有機ＴＦＴ４１０の第１ゲート電極４１１と連結される。
【００４４】
前記のような構成において、前記第１導線４２０を、データを伝送するデータライン、前記第２導線４３０をスキャンラインにし、この場合、前記第２有機ＴＦＴ４５０がスイッチングトランジスタの役割を行い、前記第１有機ＴＦＴ４１０がドライビングトランジスタの役割を行う。もちろん、前記選択駆動回路において、二つ以上のトランジスタを使用することもある。以下では、スイッチングトランジスタとドライビングトランジスタ、二つのトランジスタが使われた場合について説明する。
【００４５】
図６及び図７を参照すれば、前記ストレージキャパシタ４４０の第１キャパシタ電極（下部電極）４４１と前記第１有機ＴＦＴ４１０の第１電極４１２とは、第３導線４７０と連結され、前記第１有機ＴＦＴ４１０の第２電極４１３は、有機ＥＬ素子４６０の画素電極４６２と連結される。図６に示されたように、有機ＥＬ素子４６０の対向電極４６１は、前記画素電極４６２と所定の間隙をおいて対向配置され、前記対向電極４６１と前記画素電極４６２との間には少なくとも発光層を含む中間層が備えられる。
【００４６】
図７には、副画素部において、右側下端と左側上端に有機ＴＦＴ４１０，４５０が備えられており、その間にストレージキャパシタ４４０が備えられていると示されているが、本発明では、有機ＴＦＴ４１０，４５０が上部または下部に並んで備えられることもあり、さらに多くの数の有機ＴＦＴを備えることもある等、図７に示されたような平面構造に限定されるものではない。
【００４７】
図７ないし図９には、図５及び図６のＡ部分の物理的な構造が概略的に示されている。参考的に、図７には、図８及び図９に示されていない第１導線４２０及び第２導線４３０が示されており、図８及び図９には、図７に示されていない構成要素、すなわち、基板４８１、ゲート絶縁膜４８３、保護膜４８５及び画素電極４６２が示されている。
【００４８】
前記図面を参照すれば、駆動回路によって第２ゲート電極４５１にスキャン信号が印加されれば、第３電極４５２と第４電極４５３とを連結するｎ型有機半導体層に導電チャンネルが形成されるが、このとき、第１導線４２０によって前記第３電極４５２にスキャン信号が供給されれば、データ信号がストレージキャパシタ４４０と第１ＴＦＴ４１０とに伝達される。そして、第１電極４１２と第２電極とを連結するｎ型有機半導体層に導電チャンネルが形成され、第３導線４７０から信号が画素電極４６２に伝達される。
【００４９】
図８ないし図１０を参照して、前記副画素部の具体的な構成について説明する。
【００５０】
図８を参照すれば、基板４８１上には、対向電極４６１が全面的に備えられ、前記対向電極４６１上には、少なくとも発光層を含む中間層４８７が形成され、前記中間層４８７上には、画素電極が備えられる。本発明では、有機ＥＬ素子４６０にｎ型第１有機ＴＦＴ４１０が連結され、特に、前記有機ＥＬ素子４６０の画素電極４６２にｎ型第１有機ＴＦＴ４１０の第２電極４１３が連結されるところ、したがって、前記画素電極４６２は、カソード電極となり、これに対応する画素電極４６１は、アノード電極となる。以下、後述する実施形態における有機ＴＦＴは、何れもｎ型有機ＴＦＴを意味する。
【００５１】
有機ＥＬ素子が背面発光型である場合には、前記基板４８１及び前記対向電極４６１が透明な素材で形成され、前記画素電極４６２は、光反射率が良好な金属素材で形成される。有機ＥＬ素子が前面発光型である場合には、前記対向電極４６１が光反射率が良好な金属素材で形成され、前記画素電極４６２及び後述する保護膜４８５、有機半導体層４８０及びゲート絶縁膜４８３が透明な素材で形成されうる。本発明によるＥＬ素子は、背面発光型でもあり、前面発光型または両面発光型でもある等、ＥＬ素子から生成された光は、対向電極４６１及び画素電極４６２のうち、少なくとも何れか一つ以上の方向を通じて出射されうる。
【００５２】
前記対向電極４６１が透明素材で形成される時には、前記対向電極４６１がアノード電極として使用されうるので、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３で形成される。反射型電極として使われる時には、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒまたはこれらの化合物で低い抵抗の反射膜を厚く形成した後、その上部にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３で電極を形成できる。
【００５３】
前記対向電極４６１は、全体副画素を覆うようにまたは各副画素に対応するように備えられうる。
【００５４】
前記画素電極４６２が透明な素材で形成される時には、仕事関数が小さな金属、すなわち、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇまたはこれらの化合物を薄く反射膜で蒸着した後、その上に、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３のような透明電極形成用物質として補助電極やバス電極ラインを備えた、二重構造を有させることができる。そして、反射型電極として使われる時には、前記Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇまたはこれらの化合物を前面蒸着して形成する。前記画素電極のパターンは、副画素に対応する形態に形成されうる。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、対向電極及び画素電極として導電性ポリマーのような有機物を使用することもある。
【００５５】
一方、有機ＥＬ素子４６０は、前述したように、前記第１有機ＴＦＴ４１０の第２電極４１３から電荷供給を受ける画素電極４６２、対向電極４６１、そして前記画素電極４６２と対向電極４６１との間に介在された少なくとも発光層を含む中間層４８７を有し、前記中間層４８７は有機物で形成される。
【００５６】
有機ＥＬ素子４６０は、前記有機物の種類によって、低分子有機膜または高分子有機膜で備えられうる。
【００５７】
低分子有機膜を使用する場合、前記中間層は、ホール注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、ホール輸送層（ＨＴＬ：Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）、発光層（ＥＭＬ：ＥＭｉｓｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、電子輸送層（ＥＴＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）及び電子注入層（ＥＩＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）が単一あるいは複合の構造で積層されて形成され、使用可能な有機材料も銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、Ｎ,Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ,Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＢ）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）をはじめとして多様に適用可能であるが、前記画素電極及び対向電極に電荷を供給すれば、ホールと電子とが結合することによって、励起子が生成され、この励起子が励起状態から基底状態に変化されるにつれて、前記発光層が発光する。
【００５８】
前述したように、前記画素電極４６２がカソード電極となり、前記対向電極４６１がアノード電極となるので、前記中間層４８７は、前記画素電極４６２から順次にＥＩＬ、ＥＴＬ、ＥＭＬ、ＨＴＬ及びＨＩＬで備えられうる。もちろん、この外の他の層がさらに備えられることもある。
【００５９】
このような低分子有機膜は、真空中で有機物を加熱して蒸着する方式で形成されうる。もちろん、前記中間層の構造は、必ずしもこれに限定されるものではなく、必要に応じて多様な層として構成できる。
【００６０】
高分子有機膜を使用する場合には、前記中間層４８７は、大体、ＨＴＬ及びＥＭＬで備えられ、前述したように、前記画素電極４６２がカソード電極となり、前記対向電極４６１がアノード電極となるので、前記中間層４８７は、前記画素電極４６２から順次にＥＭＬ及びＨＴＬで備えられうる。
【００６１】
前記高分子ＨＴＬは、ポリエチレンジヒドロキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）や、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）を使用して、インクジェットプリンティングやスピンコーティング法によって形成されうる。前記高分子有機発光層は、ＰＰＶ（ポリフェニルビニレン）、溶解性ＰＰＶ、Ｃｙａｎｏ−ＰＰＶ、ポリフルオレンで備えられ、インクジェットプリンティングやスピンコーティングまたはレーザを利用した熱転写方式のような通常の方法でカラーパターンを形成できる。もちろん、このような高分子有機層の場合にも、前記中間層の構造は、必ずしもこれに限定されるものではなく、必要に応じて多様な層として構成できる。
【００６２】
前記のように備えられる有機ＥＬ素子４６０の上部には保護膜４８５が備えられ、前記保護膜４８５には、その下部の画素電極４６２が露出されるように、第１コンタクトホール４８５ａが形成され、前記第１コンタクトホール４８５ａが形成された領域を含む所定の領域に第２電極４１３が形成される。前記第２電極４１３は、前記保護膜４８５に形成された前記第１コンタクトホール４８５ａを通じて、前記有機ＥＬ素子４６０の画素電極４６２と連結される。
【００６３】
前記保護膜４８５の上部には第１有機ＴＦＴ４１０が備えられるところ、本発明による有機ＥＬディスプレイ素子では、前記第１有機ＴＦＴ４１０は、ｎ型有機ＴＦＴで備えられる。
【００６４】
図８を参照して、第１有機ＴＦＴ４１０の構造を概略的に説明しようとすれば、まず前記保護膜４８５の上部には、第１電極４１２及び第２電極４１３が備えられる。
【００６５】
前記第１電極４１２及び第２電極４１３の上部には、ｎ型有機半導体層４８０が備えられる。前記ｎ型有機半導体層４８０は、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（ＮＴＣＤＡ）、ペリレンテトラカルボン酸二無水物（ＰＴＣＤＡ）、ヘキサデカフルオロフタロシアニン銅（Ｆ１６ＣｕＰｃ）、Ｃ６０、パンタセン、３,４,９,１０−ペリレンテトラカルボキシジイミド（ＰＴＣＤＩ）−Ｃ８で形成され、真空蒸着法または熱蒸発法を利用して形成されうる。
【００６６】
前記ｎ型有機半導体層４８０の上部には、ゲート絶縁膜４８３が備えられる。前記ゲート絶縁膜４８３は、有機物により形成され、そのような有機物としては、ＰＩ、パリレン、ａｃｒｙｌ−ｂａｓｅｄｐｏｌｙｍｅｒ（ＰＭＭＡ）、エポキシ、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ピリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、フェノール樹脂のようなものが挙げられる。
【００６７】
前記ゲート絶縁膜４８３の上部には、第１ゲート電極４１１が備えられる。前記第１ゲート電極４１１としては、ＭｏＷ、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｌ／Ｃｕのような導電性金属または導電性ポリマーのような多様な導電性物質をスパッタリング及びフォトリソグラフィ工程またはインクジェット蒸着を利用して形成できる。前記第１ゲート電極４１１は、図８に示されたように、一定部分を前記第１電極４１２及び前記第２電極４１３と重畳させることができるが、必ずしもこれに限定されていない。
【００６８】
前述したように、基板４８１上に有機ＥＬ素子４６０を備え、その上部に第１有機ＴＦＴ４１０を備えることによって、前記基板４８１を通じて前記有機ＥＬ素子４６０から発生した光を放出する背面発光型の場合、１００％に近い開口率を確保できる。特に、有機ＴＦＴの場合、その電荷のモビリティー（移動度）が低いため、オンカレントレベルを高めるために有機ＴＦＴのサイズが大きいことの良く、したがって、有機ＥＬ素子と同一平面に前記有機ＴＦＴを備える場合、開口率が低下するという問題点があったところ、本発明のように、有機ＥＬ素子の上部に有機ＴＦＴを備えれば、前記有機ＴＦＴのサイズを大きくしても開口率が低下するという問題点が発生しない。
【００６９】
また、前述したように、第１電極４１２及び第２電極４１３を備え、その上部にｎ型有機半導体層４８０、ゲート絶縁膜４８３及び第１ゲート電極４１１が備えられる、いわば、スタガード型有機ＴＦＴ４１０を備えることによって、前記第１有機ＴＦＴ４１０の前記第２電極４１３と前記有機ＥＬ素子４６０の画素電極４６２とを容易に連結できる。すなわち、前記有機ＥＬ素子４６０と前記第１有機ＴＦＴ４１０との間に備えられた保護膜４８５に、第１コンタクトホール４８５ａを備えて、前記第２電極４１３と前記有機ＥＬ素子４６０の前記画素電極４６２とを容易に連結できる。
【００７０】
図９を参照して、前記第１有機ＴＦＴ４１０と前記有機ＥＬ素子４６０に連結される第２有機ＴＦＴ４５０及びストレージキャパシタ４４０の構造について簡略に説明する。
【００７１】
図９に示されたように、第２有機ＴＦＴ４５０の構造は、前述した第１有機ＴＦＴ４１０の構造と同じである。
【００７２】
ストレージキャパシタ４４０は、前記第１有機ＴＦＴ４１０の第１電極４１２と連結される第１キャパシタ電極４４１、そして前記第１キャパシタ電極４４１に対向配置され、前記第２有機ＴＦＴ４５０の第４電極４５３及び前記第１有機ＴＦＴ４１０の第１ゲート電極４１１と連結された第２キャパシタ電極４４２で備えられる。前記第１キャパシタ電極４４１は、前記第１電極４１２と一体に形成され、前記第２キャパシタ電極４４２は、前記第１ゲート電極４１１と一体に形成されうる。
【００７３】
前記第１キャパシタ電極４４１と前記第２キャパシタ電極４４２との間には、ｎ型有機半導体層４８０とゲート絶縁膜４８３が位置し、前記ｎ型有機半導体層４８０とゲート絶縁膜４８３とが誘電体の役割を行う。そして、前記第２キャパシタ電極４４２は、前記ｎ型有機半導体層４８０とゲート絶縁膜４８３とに形成された第２コンタクトホール４８３ａを通じて前記第２有機ＴＦＴ４５０の第４電極４５３に連結される。
【００７４】
前述したような構造を有するストレージキャパシタ４４０は、画素電極４６２への電流を維持するか、または駆動速度を向上させる機能を行う。
【００７５】
図１０は、前記実施形態による有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ１ないしＱ５に沿って、第１有機ＴＦＴ４１０、ストレージキャパシタ４４０及び第２有機ＴＦＴ４５０を概略的に示す断面図である。
【００７６】
図１０を参照すれば、第１有機ＴＦＴ４１０の第１電極４１２及び第２電極４１３と、ストレージキャパシタ４４０の第１キャパシタ電極４４１と、第２有機ＴＦＴ４５０の第３電極４５２及び第４電極４５３とは、同一平面に備えられている。そして、前記第１有機ＴＦＴ４１０の第１ゲート電極４１１と、前記ストレージキャパシタ４４０の第２キャパシタ電極４４２と、前記第２有機ＴＦＴ４５０の第２ゲート電極４５１とは、同一平面に備えられている。
【００７７】
第１有機ＴＦＴ４１０とストレージキャパシタ４４０、そして第２有機ＴＦＴ４５０が、前述したような構造を備えるようにすることによって、有機ＴＦＴで備えられるスイッチングトランジスタとドライビングトランジスタ、そしてストレージキャパシタを備える能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置のアレイを容易に具現できる。また、図１０に示されたように、前記有機ＴＦＴ及びストレージキャパシタの下部に有機ＥＬ素子４６０を備えさせることによって、基板４８１を通じて前記有機ＥＬ素子４６０から発生した光を放出する背面発光型の場合、１００％の開口率を確保できる。
【００７８】
後者において、前記有機ＴＦＴを備える工程は、低温工程であるので、その下部の有機ＥＬ素子４６０及び基板４８１に影響を与えない有機ＥＬディスプレイ装置を具現できる。この場合、前述したように、前記有機ＥＬ素子４６０を構成する対向電極４６１は、透過型電極となり、画素電極４６２は、反射型電極で備えられうる。
【００７９】
図１１は、本発明の望ましい第２実施形態による有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す断面図である。
【００８０】
図１１を参照すれば、基板４８１上に対向電極４６１、少なくとも発光層を含む中間層４８７及び画素電極４６２で備えられる有機ＥＬ素子が備えられ、その上部に、二つのスタガード型のｎ型有機ＴＦＴ４１０，４５０及びストレージキャパシタ４４０が備えられ、前記ｎ型有機ＴＦＴ４１０，４５０のうち、第１有機ＴＦＴ４１０の第２電極４１３が前記有機ＥＬ素子の画素電極４６２と連結されたことは、前述した第１実施形態と同じである。
【００８１】
本実施形態と前述した第１実施形態との差異点は、前記対向電極４６１上に画素定義膜４８６が備えられているという点である。すなわち、本実施形態において、有機ＥＬ素子で備えられるそれぞれの副画素は、画素定義膜４８６によって区分される。
【００８２】
画素定義膜４８６は、図１１に示されたように、前記対向電極４６１上に各副画素間に備えられて発光領域を定義する役割以外に、各副画素別に備えられる前記画素電極４６２のエッジと前記対向電極４６１との間隔を広めて、前記画素電極４６２のエッジ部分で前記発光層を含む中間層４８７が切れるか、または電界が集中する現象を防止することによって、前記対向電極４６１と前記画素電極４６２との短絡を防止する役割を行う。
【００８３】
図１２は、本発明の望ましい第３実施形態による有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部の一部を概略的に示す平面図である。
【００８４】
前述したように、有機ＥＬディスプレイ装置は、発光層での発光色相によって多様な画素パターンを備えるが、例えば、赤色、緑色及び青色の副画素を含む画素を備える。すなわち、前記有機ＥＬ素子は、電流駆動方式の発光素子であって、前記素子を構成する両電極間の電流のフローによって、赤色、緑色または青色の光を発光して所定の画像を具現できるが、前記色の光は、前記有機ＥＬ素子の中間層に備えられた発光層を、図１２に示されたように、前記赤色４９１、緑色４９２または青色４９３の光を放出する発光層にすることによって発生させることができる。もちろん、本発明に適用される前記放出光の色相別副画素の配列順序及びその配列位置は、図１２に示されたところに限定されず、ストライプ配列、モザイク配列またはデルタ配列となることもある。また、各副画素部内の有機ＴＦＴ４１０，４５０とストレージキャパシタ４４０の配列も、図１２に示されたところに限定されない。
【００８５】
前記発光層が赤色の光を放出するようにする場合には、ポリ（１,４−フェニレンビニレン）誘導体、ナイルレッド、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ２）、２,３,７,８,１２,１３,１７,１８−オクタエチル−２１Ｈ、２３Ｈ−ポルフィンプラチヌム（ＩＩ）（ＰＥＯＥＰ）、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔｅｒｔブチル−６−（１,１,７,７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピランを利用して、前記赤色の発光層を備える副画素４９１を形成でき、前記発光層が緑色の光を放出するようにする場合には、１０−（２−ベンゾチアゾリル）−２,３,６,７−テトラヒドロ−１,１,７,７−テトラメチル−１Ｈ,５Ｈ,１１Ｈ−［１］ベンゾピラノ［６,７,８−ｉｊ］キノリジン（Ｃ５４５Ｔ）、トリ（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（２−（２−ピリジルフェニル−Ｃ,Ｎ））イリジウム（ＩＩ）（Ｉｒ）ｐｐｙを利用して、前記緑色の発光層を備える副画素４９２を形成でき、前記発光層が青色の光を放出するようにする場合には、フルオレン系高分子、スピロフルオレン系高分子、ジカルバゾールスチルベン（ＤＣＳ）（別名、“ビス［カルバゾール−（９）］−スチルベン”という）のようなカルバゾール系低分子、４,４’−ビス（２,２’−ジフェニルエテン−１−イル）ビフェニル（ＤＰＢＶｉ）、Ｎ,Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ,Ｎ−ビス（フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＤ）を利用して、前記青色の発光層を備える副画素４９３を形成できる。
【００８６】
図１３は、本発明の望ましい第４実施形態による有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す断面図である。
【００８７】
図１３を参照すれば、基板４８１上に対向電極４６１、少なくとも発光層を含む中間層４８７及び画素電極４６２で備えられる有機ＥＬ素子が備えられ、その上部に、二つのスタガード型のｎ型有機ＴＦＴ４１０，４５０及びストレージキャパシタ４４０が備えられ、前記ｎ型有機ＴＦＴ４１０，４５０のうち、第１有機ＴＦＴ４１０の第２電極４１３が前記有機ＥＬ素子の画素電極４６２と連結されたことは、前述した実施形態と同じである。
【００８８】
本実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置と前述した第３実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置との差異点は、前記基板４８１と前記対向電極４６１との間にカラーフィルタ４９５が備えられているという点である。
【００８９】
すなわち、前述した第３実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置は、前記有機ＥＬ素子の中間層４８７に備えられた発光層を赤色、緑色または青色を放出する物質で備えさせることによって、前記放出光を利用してフルカラー画像を具現するが、本実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置は、前記発光層が白色の発光層で備えられており、前記発光層から放出される白色光を前記カラーフィルタ４９５を通じてそれぞれ赤色、緑色または青色の光のみを放出させて、所定のフルカラー画像を具現する。このとき、前記白色光は、全ての可視光線領域の波長を含む白色光でもありうるが、赤色、緑色または青色に該当する波長でピークのあるスペクトルを有する白色光でもありうる。
【００９０】
図１４は、本発明の望ましい第５実施形態による有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す断面図である。
【００９１】
図１４を参照すれば、基板４８１上に対向電極４６１、少なくとも発光層を含む中間層４８７及び画素電極４６２で備えられる有機ＥＬ素子が備えられ、その上部に、二つのスタガード型のｎ型有機ＴＦＴ４１０，４５０及びストレージキャパシタ４４０が備えられ、前記ｎ型有機ＴＦＴ４１０，４５０のうち、第１有機ＴＦＴ４１０の第２電極４１３が前記有機ＥＬ素子の画素電極４６２と連結されたことは、前述した実施形態と同じである。
【００９２】
本実施形態と前述した第３実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置及び第４実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置との差異点は、前記基板４８１と前記対向電極４６１との間に色変換層４９６が備えられているという点である。
【００９３】
すなわち、前述した第３実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置は、前記有機ＥＬ素子の中間層４８７に備えられた発光層を赤色、緑色または青色を放出する物質で備えさせることによって、前記放出光を利用してフルカラー画像を具現し、前述した第４実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置は、前記発光層が白色発光層で備えられており、前記発光層から放出される白色光をカラーフィルタを通じて赤色、緑色または青色の光のみを放出させて所定のフルカラー画像を具現するが、本実施形態による有機ＥＬディスプレイ装置は、前記発光層が青色発光層で備えられており、前記発光層から放出される青色光を発光させ、色変換層４９６を通じて赤色、緑色または青色の光を放出させて所定のフルカラー画像を具現する。
【００９４】
図１５ないし図１８は、本発明による有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の製造工程を概略的に示す断面図である。
【００９５】
図１５を参照すれば、まず基板４８１上に前記基板４８１の全面にわたって、または各副画素別に対向電極４６１を形成し、前記対向電極４６１の上部に少なくとも発光層を含む中間層４８７をインクジェットプリンティングやスピンコーティング、または熱転写法を利用して形成した後、前記中間層４８７の上部に各副画素別に画素電極４６２を備える。そして、前記画素電極４６２上に保護膜４８５を備えた後、前記保護膜４８５に各副画素別に前記画素電極４６２の一部が露出される第１コンタクトホール４８５ａを形成する。前記第１コンタクトホール４８５ａは、レーザ切除法（ＬＡＴ：Ｌａｓｅｒ Ａｂｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）、すなわち、レーザを利用して形成できる。
【００９６】
前記のような工程を経た後、図１６に示されたように、前記第１コンタクトホール４８５ａを通じて前記画素電極４６２に連結される第２電極４１３と、互いに一体に形成される第１電極４１２及び第１キャパシタ電極４４１と、第４電極４５３と、第３電極４５２と、を形成する。前記第２電極４１３、前記第１電極４１２、前記第１キャパシタ電極４４１、前記第４電極４５３、及び前記第３電極４５２は、シャドウマスクを利用して蒸着を通じてパターニングがなされると同時に形成させることができ、それ以外にも、インクジェットプリンティング法を利用してパターニングがなされると同時に形成させることもある。
【００９７】
前記のように、第２電極４１３、第１電極４１２、第１キャパシタ電極４４１、第４電極４５３及び第３電極４５２を形成した後、図１７に示されたように、前記電極を覆いつつ、前記基板４８１の全面に設けられるｎ型有機半導体層４８０を真空蒸着法または熱蒸発法を利用して形成し、前記ｎ型有機半導体層４８０上に前記基板４８１の全面に設けられるゲート絶縁膜４８３をスピンコーティング法を利用して形成し、その後、前記第４電極４５３が露出されるように、前記ｎ型有機半導体層４８０及び前記ゲート絶縁膜４８３内に第２コンタクトホール４８３ａを形成する。前記第２コンタクトホール４８３ａも、前述したレーザ切除法（ＬＡＴ）を利用して形成できる。
【００９８】
前記のような段階を経た後、前記ゲート絶縁膜４８３の上部に備えられる第１ゲート電極４１１及び第２ゲート電極４５１と、前記第２コンタクトホール４８３ａを通じて前記第４電極４５３に連結され、前記第１キャパシタ電極４４１の上部に備えられる第２キャパシタ電極４４２を、シャドウマスクを利用した蒸着やインクジェットプリンティング法を利用してパターニングがなされると同時に形成させることによって、図１８に示されたように、ｎ型有機ＴＦＴ及びストレージキャパシタを備えた有機ＥＬディスプレイ装置を製作できる。もちろん、前記のように製造された有機ＥＬ素子及び有機ＴＦＴの上部に、密封部材及び全面基板が設けられることもある。
【００９９】
前述したような段階を経て、ｎ型有機ＴＦＴ及びストレージキャパシタを備えた有機ＥＬ素子のアレイを容易に製作することによって、前記のようなｎ型有機ＴＦＴ及びストレージキャパシタを備えた有機ＥＬディスプレイ装置の量産が可能である。特に、前記有機ＥＬ素子４６０を形成した後の後続工程は、何れも蒸着やスピンコーティングでなされるので、前記のような工程を通じたｎ型有機ＴＦＴ及びストレージキャパシタを備えた有機ＥＬディスプレイ装置の量産が可能である。すなわち、前記有機ＥＬ素子の上部に備えられる有機ＴＦＴの場合、金属電極は、シャドウマスクを利用した蒸着でパターニングして形成され、ｎ型有機半導体層４８０は、スピンコーティングや蒸着で形成され、ゲート絶縁膜４８３は、有機物を利用してスピンコーティング法で形成されることができるので、その下部の有機ＥＬ素子に損傷を与えずに、前記のような構造の有機ＥＬディスプレイ装置を製造できる。
【０１００】
一方、前記のような製造工程において、前記対向電極４６１を備える段階と前記中間層４８７を備える段階との間に、画素定義膜を備える段階をさらに有することもある。この場合には、前記対向電極４６１を形成した後、前記対向電極４６１上に画素定義膜の材料を前記基板４８１の全面に塗布した後、これをフォトリソグラフィ法でパターニングした後に焼成することによって形成できる。この場合、有機膜で形成される構成要素は、まだ設けられる前であるので、前記のような方法で画素定義膜を形成できる。
【０１０１】
そして、前記中間層４８７に含まれた発光層が赤色、緑色または青色を発光するものではない白色光を放出する発光層で形成し、前記対向電極４６１を設ける段階前に、前記基板４８１上に前記発光層から放出された白色光を赤色、緑色または青色光にフィルタリングするカラーフィルタを設ける段階をさらに有することができる。また、これと違って、前記発光層は、青色光を放出する発光層であり、前記対向電極４６１を備える段階前に、前記基板４８１上に前記発光層から放出された青色光を赤色、緑色または青色光に変換させる色変換層を備える段階をさらに備えることもある。
【０１０２】
本発明は、図面に示された実施形態を参考として説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であることが分かる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、ｎ型有機ＴＦＴを有機ＥＬ素子の上部に備えて、約１００％の開口率を有させ、アレイに具現し易い能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置を提供することによって、消費電力が減少し、寿命が延長した有機ＥＬ素子及びそれを利用したディスプレイ装置分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】従来の能動駆動型のＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す平面図である。
【図２】図１の能動駆動型のＥＬディスプレイ装置の副画素部を図１のＰ１ないしＰ７に沿って概略的に示す断面図である。
【図３】従来の有機ＴＦＴを備えた有機ＥＬディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【図４】従来の有機ＴＦＴを備えた有機ＥＬディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の望ましい一実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型のＥＬディスプレイ装置の回路を概略的に示す回路図である。
【図６】図５のＡ部分を示す回路図である。
【図７】前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す平面図である。
【図８】前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ５及びＱ６に沿って概略的に示す断面図である。
【図９】前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ１ないしＱ３に沿って概略的に示す断面図である。
【図１０】前記実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を図７のＱ１ないしＱ５に沿って概略的に示す断面図である。
【図１１】本発明の望ましい他の一実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す断面図である。
【図１２】本発明の望ましいさらに他の一実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部の一部を概略的に示す平面図である。
【図１３】本発明の望ましいさらに他の一実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す断面図である。
【図１４】本発明の望ましいさらに他の一実施形態によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の副画素部を概略的に示す断面図である。
【図１５】本発明によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の製造工程を概略的に示す断面図である。
【図１６】本発明によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の製造工程を概略的に示す断面図である。
【図１７】本発明によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の製造工程を概略的に示す断面図である。
【図１８】本発明によるｎ型有機ＴＦＴを備えた能動駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置の製造工程を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
４１０…第１有機ＴＦＴ、
４１１…第１ゲート電極、
４１２…第１電極、
４１３…第２電極、
４４０…ストレージキャパシタ、
４４１…第１キャパシタ電極、
４４２…第２キャパシタ電極、
４５０…第２有機ＴＦＴ、
４５１…第２ゲート電極、
４５２…第３電極、
４５３…第４電極、
４６０…ＥＬ素子、
４６１…対向電極、
４６２…画素電極、
４８０…ｎ型有機半導体層、
４８１…基板、
４８３…ゲート絶縁膜、
４８３ａ…第２コンタクトホール、
４８５…保護膜、
４８５ａ…第１コンタクトホール、
４８６…画素定義膜、
４８７…中間層、
４９１…赤色発光副画素、
４９２…緑色発光副画素、
４９３…青色発光副画素、
４９５…カラーフィルタ、
４９６…色変換層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向電極と、
前記対向電極上に備えられた、少なくとも発光層を含む中間層と、
前記中間層上に備えられた画素電極と、
前記画素電極の上部に備えられ、前記画素電極と絶縁される第１電極と、
前記画素電極の上部に備えられ、前記画素電極と連結される第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極と接触するｎ型有機半導体層と、
前記ｎ型有機半導体層の上部に備えられ、前記第１電極、前記第２電極及び前記ｎ型有機半導体層と絶縁された第１ゲート電極と、を含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記画素電極上に保護膜が備えられ、前記保護膜上に前記第１電極及び前記第２電極が備えられ、前記第２電極は、前記保護膜に備えられたコンタクトホールを通じて前記画素電極と連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記ｎ型有機半導体層上にゲート絶縁膜が備えられ、前記ゲート絶縁膜上に前記第１ゲート電極が備えられることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記ゲート絶縁膜は、有機物であることを特徴とする請求項３に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記第１電極と連結される第１キャパシタ電極、及び前記第１キャパシタ電極に対向配置され、前記第１ゲート電極と連結された第２キャパシタ電極を備えるキャパシタと、
前記第２キャパシタ電極に連結される第４電極と、
前記第４電極に接触する有機半導体層と、
前記有機半導体層に接触する第３電極と、
前記第４電極、前記第３電極及び前記有機半導体層と絶縁された第２ゲート電極と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第２電極、前記第１電極、前記第１キャパシタ電極、前記第４電極及び前記第３電極は、同一平面に備えられ、
前記第１ゲート電極、前記第２キャパシタ電極及び前記第２ゲート電極は、同一平面に備えられることを特徴とする請求項５に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項７】
前記対向電極は透明電極であり、前記画素電極は反射型電極であることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記対向電極上に画素定義膜が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項９】
前記中間層に含まれた発光層は、赤色、緑色または青色光を放出する発光層であることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記発光層は、白色光を放出する発光層であり、前記対向電極と前記発光層とを含む中間層の間に、前記発光層から放出された白色光を赤色、緑色または青色光にフィルタリングするカラーフィルタがさらに備えられたことを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記発光層は、青色光を放出する発光層であり、前記対向電極と前記発光層とを含む中間層の間に、前記発光層から放出された青色光を赤色、緑色または青色光に変換させる色変換層がさらに備えられたことを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項１２】
基板の全面にまたは所定のパターンで対向電極を設ける段階と、
前記対向電極上に少なくとも発光層を含む中間層を設ける段階と、
前記中間層上に所定パターンの画素電極を形成する段階と、
前記画素電極を覆いつつ前記基板の全面に保護膜を設ける段階と、
前記保護膜に前記画素電極が露出されるように第１コンタクトホールを形成する段階と、
前記保護膜上に、前記第１コンタクトホールを通じて前記画素電極に連結される第２電極と、一体に形成される第１電極及び第１キャパシタ電極と、第４電極と、第３電極と、を形成する段階と、
前記電極を覆いつつ、前記基板の全面に備えられるｎ型有機半導体層を設ける段階と、
前記ｎ型有機半導体層上に前記基板の全面に備えられるゲート絶縁膜を設ける段階と、
前記第４電極が露出されるように、前記ｎ型有機半導体層及び前記ゲート絶縁膜内に第２コンタクトホールを形成する段階と、
前記ゲート絶縁膜上に、第１ゲート電極と、前記第２コンタクトホールを通じて前記第４電極に連結され、前記第１キャパシタ電極の上部に備えられる第２キャパシタ電極と、第２ゲート電極と、を形成する段階と、を含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項１３】
前記対向電極を設ける段階と前記中間層を設ける段階との間に、画素定義膜を設ける段階をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項１４】
前記発光層は、白色光を放出する発光層であり、
前記対向電極を設ける段階以前に、前記基板上に前記発光層から放出された白色光を赤色、緑色または青色光にフィルタリングするカラーフィルタを設ける段階をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項１５】
前記発光層は、青色光を放出する発光層であり、
前記対向電極を備える段階以前に、前記基板上に前記発光層から放出された青色光を赤色、緑色または青色光に変換させる色変換層を備える段階をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項１】
対向電極と、
前記対向電極上に備えられた、少なくとも発光層を含む中間層と、
前記中間層上に備えられた画素電極と、
前記画素電極の上部に備えられ、前記画素電極と絶縁される第１電極と、
前記画素電極の上部に備えられ、前記画素電極と連結される第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極と接触するｎ型有機半導体層と、
前記ｎ型有機半導体層の上部に備えられ、前記第１電極、前記第２電極及び前記ｎ型有機半導体層と絶縁された第１ゲート電極と、を含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記画素電極上に保護膜が備えられ、前記保護膜上に前記第１電極及び前記第２電極が備えられ、前記第２電極は、前記保護膜に備えられたコンタクトホールを通じて前記画素電極と連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記ｎ型有機半導体層上にゲート絶縁膜が備えられ、前記ゲート絶縁膜上に前記第１ゲート電極が備えられることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記ゲート絶縁膜は、有機物であることを特徴とする請求項３に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記第１電極と連結される第１キャパシタ電極、及び前記第１キャパシタ電極に対向配置され、前記第１ゲート電極と連結された第２キャパシタ電極を備えるキャパシタと、
前記第２キャパシタ電極に連結される第４電極と、
前記第４電極に接触する有機半導体層と、
前記有機半導体層に接触する第３電極と、
前記第４電極、前記第３電極及び前記有機半導体層と絶縁された第２ゲート電極と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第２電極、前記第１電極、前記第１キャパシタ電極、前記第４電極及び前記第３電極は、同一平面に備えられ、
前記第１ゲート電極、前記第２キャパシタ電極及び前記第２ゲート電極は、同一平面に備えられることを特徴とする請求項５に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項７】
前記対向電極は透明電極であり、前記画素電極は反射型電極であることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記対向電極上に画素定義膜が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項９】
前記中間層に含まれた発光層は、赤色、緑色または青色光を放出する発光層であることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記発光層は、白色光を放出する発光層であり、前記対向電極と前記発光層とを含む中間層の間に、前記発光層から放出された白色光を赤色、緑色または青色光にフィルタリングするカラーフィルタがさらに備えられたことを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記発光層は、青色光を放出する発光層であり、前記対向電極と前記発光層とを含む中間層の間に、前記発光層から放出された青色光を赤色、緑色または青色光に変換させる色変換層がさらに備えられたことを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置。
【請求項１２】
基板の全面にまたは所定のパターンで対向電極を設ける段階と、
前記対向電極上に少なくとも発光層を含む中間層を設ける段階と、
前記中間層上に所定パターンの画素電極を形成する段階と、
前記画素電極を覆いつつ前記基板の全面に保護膜を設ける段階と、
前記保護膜に前記画素電極が露出されるように第１コンタクトホールを形成する段階と、
前記保護膜上に、前記第１コンタクトホールを通じて前記画素電極に連結される第２電極と、一体に形成される第１電極及び第１キャパシタ電極と、第４電極と、第３電極と、を形成する段階と、
前記電極を覆いつつ、前記基板の全面に備えられるｎ型有機半導体層を設ける段階と、
前記ｎ型有機半導体層上に前記基板の全面に備えられるゲート絶縁膜を設ける段階と、
前記第４電極が露出されるように、前記ｎ型有機半導体層及び前記ゲート絶縁膜内に第２コンタクトホールを形成する段階と、
前記ゲート絶縁膜上に、第１ゲート電極と、前記第２コンタクトホールを通じて前記第４電極に連結され、前記第１キャパシタ電極の上部に備えられる第２キャパシタ電極と、第２ゲート電極と、を形成する段階と、を含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項１３】
前記対向電極を設ける段階と前記中間層を設ける段階との間に、画素定義膜を設ける段階をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項１４】
前記発光層は、白色光を放出する発光層であり、
前記対向電極を設ける段階以前に、前記基板上に前記発光層から放出された白色光を赤色、緑色または青色光にフィルタリングするカラーフィルタを設ける段階をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項１５】
前記発光層は、青色光を放出する発光層であり、
前記対向電極を備える段階以前に、前記基板上に前記発光層から放出された青色光を赤色、緑色または青色光に変換させる色変換層を備える段階をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型の有機電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００６−１１４３１（Ｐ２００６−１１４３１Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７６７５６（Ｐ２００５−１７６７５６）
【出願日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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