電界発光ディスプレイ装置及びその製造方法
【課題】 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】 基板の一面上に形成された薄膜トランジスタ層と、前記薄膜トランジスタ層の一面上に形成された一つ以上の絶縁層と、前記絶縁層の上部に配置され、第１電極層、第２電極層、及びこれら間に配置される電界発光部を含む画素層と、を備え、前記画素層には、前記第１電極層の下部に配置され、前記ＴＦＴ層のソース／ドレイン電極のうち一つと直接接触する反射層を備えるが、前記反射層は、この反射層を通じて第１電極層とソース／ドレイン電極との間に直接的な接触が発生する貫通部を備え、この貫通部は前記絶縁層のビアホールより小さいサイズを有することを特徴とする電界発光ディスプレイ装置である。
【解決手段】 基板の一面上に形成された薄膜トランジスタ層と、前記薄膜トランジスタ層の一面上に形成された一つ以上の絶縁層と、前記絶縁層の上部に配置され、第１電極層、第２電極層、及びこれら間に配置される電界発光部を含む画素層と、を備え、前記画素層には、前記第１電極層の下部に配置され、前記ＴＦＴ層のソース／ドレイン電極のうち一つと直接接触する反射層を備えるが、前記反射層は、この反射層を通じて第１電極層とソース／ドレイン電極との間に直接的な接触が発生する貫通部を備え、この貫通部は前記絶縁層のビアホールより小さいサイズを有することを特徴とする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、電界発光ディスプレイ装置に係り、さらに詳細には、ディスプレイ領域の電圧降下による輝度不均一を防止できる電界発光ディスプレイ装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像の表示において、数多くの種類のディスプレイ装置が使われるが、近来には、従来のブラウン管、すなわち、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ、陰極線管）に代える多様な平板ディスプレイ装置が使われる。このような平板ディスプレイ装置は、発光形態によって自発光型と非自発光型とに分類できる。自発光型ディスプレイ装置には、平面ブラウン管、プラズマディスプレイ装置、真空蛍光表示装置、電界放出ディスプレイ装置、無機／有機電界発光ディスプレイ素子があり、非自発光型ディスプレイ装置には、液晶ディスプレイ装置がある。そのうちでも、有機電界発光素子は、バックライトのような別途の発光装置が不要な自発光型素子であって、低電力及び高効率の作動が可能であり、青色発光が可能であるという最近注目を浴びている平面ディスプレイ素子である。
【０００３】
有機電界発光ディスプレイ素子は、有機物薄膜に陰極及び陽極を通じて注入された電子と正孔とが再結合して励起子を形成し、形成された励起子からのエネルギーにより、特定の波長の光が発生する現象を利用する自発光型ディスプレイ装置である。有機電界発光ディスプレイ装置は、低電圧で駆動が可能であり、軽量の薄型であり、視野角が広いだけでなく、応答速度も速いという長所を備えている。
【０００４】
このような有機電界発光ディスプレイ素子の有機電界発光部は、基板上に積層式に形成される、陽極としての第１電極、有機発光部、及び陰極としての第２電極より構成される。有機発光部は、有機発光層（ＥＭＬ：ＥＭｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）を備えるが、このＥＭＬで正孔と電子とが再結合して励起子を形成し、光が発生する。発光効率をさらに高めるためには、正孔と電子とをＥＭＬにさらに円滑に輸送せねばならず、このために陰極とＥＭＬとの間には、電子輸送層（ＥＴＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）が配置され、陽極とＥＭＬとの間には、正孔輸送層（ＨＴＬ：Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）が配置される。また、陽極とＨＴＬとの間に、正孔注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）が配置されることもあり、陰極とＥＴＬとの間に電子注入層（ＥＩＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）が配置されることもある。
【０００５】
一方、有機電界発光ディスプレイ素子は、駆動方式によって、受動駆動方式のＰＭ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ）型と、能動駆動方式のＡＭ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ）型とに区分される。前記ＰＭ型は、単純に陽極及び陰極がそれぞれカラムとローとに配列されて、陰極には、ロー駆動回路からスキャニング信号が供給され、この時、複数のローのうち一つのローのみが選択される。また、コラム駆動回路には、各画素にデータ信号が入力される。一方、前記ＡＭ型は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を利用して、各画素毎に入力される信号を制御するものであって、膨大な量の信号を処理するのに適して、動画を具現するためのディスプレイ装置として多く使われている。
【０００６】
図１Ａには、通常使われるＡＭ型の有機電界発光ディスプレイ装置の平面図が示されており、図１Ｂには、図１Ａの線Ｉ−Ｉに沿って切断した部分断面図が示されている。
【０００７】
図示されたＡＭ型の有機電界発光ディスプレイ装置は、透明な絶縁基板１１上に有機電界発光素子を含む所定のディスプレイ領域２０を有し、メタルキャップのような密封部材（図示せず）は、ディスプレイ領域２０を密封するように密封部８０によって密封される。ディスプレイ領域２０は、ＴＦＴを含む有機電界発光素子を通じて複数個の画素より構成され、ディスプレイ領域２０には複数個の駆動ラインＶＤＤ ３１が配設されるが、この駆動ライン３１は、ディスプレイ領域２０の外側の駆動電源配線部３０を通じて端子領域７０と連結されてディスプレイ領域２０に駆動電源を供給する。
【０００８】
図１Ｂに示されたように、基板１１の一面上にはディスプレイ領域２０を構成する電界発光部に電気的な信号を印加するＴＦＴ層１０ａが形成され、その上部に電界発光部を含む画素層１０ｃが形成されるが、ＴＦＴ層１０ａと画素層１０ｃとの間には、絶縁層１０ｂが介在される。
【０００９】
ＴＦＴ層１０ａと画素層１０ｃとの電気的接続は、絶縁層１０ｂに形成されたビアホールでなされる。図１Ｃは、図１Ｂの図面符号“Ａ”と表記された部分を拡大した部分断面図である。ドレイン電極１７ｂの上部には第１絶縁層１８ａが形成され、その上部には第２絶縁層１８ｂが形成されるが、それぞれの絶縁層にはビアホール１８’ａ，１８’ｂが形成される。
【００１０】
全面発光型の電界発光ディスプレイ装置の場合、ディスプレイ領域２０（図１Ａ参照）を構成する電界発光部１９ｃに電気的信号を供給する第１電極層１９ａの下部には反射層１９ｂが形成されるが、これらは二重層状にビアホールまで延長形成されることによって、ＴＦＴ層１０ａのドレイン電極１７ｂと電気的接続をなす。
【００１１】
第１電極層１９ａがアノード電極層として使われる全面発光型の場合、通常的に、第１電極層１９ａには、仕事関数の大きいＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような透明導電性酸化物材料が主に使われ、反射層１９ｂとしては、ＡｌまたはＡｌＮｄのような反射層が使われるが、ＩＴＯより構成される第１電極層とＡｌＮｄのような材料より構成される金属性反射層との間には、これら間の界面酸化層による導電性の阻害が発生し、ディスプレイ領域の画素定義層１９ｄにより開放された領域に配置される電界発光部に、ドレイン電極１７ｂから伝えられる電気的信号が伝えられることが妨害され、それによって、ディスプレイ領域の輝度低下ないし輝度不均一をもたらすことがあり、画面品質を低下させることもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、前記問題点を解消するためのものであって、電圧降下による輝度減少ないし不均一を解消させた構造の電界発光ディスプレイ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために、本発明の一局面によれば、基板の一面上に形成されたＴＦＴ層と、前記ＴＦＴ層の一面上に形成された一つ以上の絶縁層と、前記絶縁層の上部に配置され、第１電極層、第２電極層、及びこれら間に配置される電界発光部を含む画素層と、を備え、前記画素層には、前記第１電極層の下部に配置され、前記ＴＦＴ層のソース／ドレイン電極のうち一つと直接接触する反射層を備えるが、前記反射層は、この反射層を通じて前記第１電極層と前記ソース／ドレイン電極との間に直接的な接触が発生する貫通部を備え、前記貫通部は前記絶縁層のビアホールより小さいサイズを有することを特徴とする電界発光ディスプレイ装置を提供する。
【００１４】
本発明の他の一面によれば、基板の一面上に形成されたＴＦＴ層と、前記ＴＦＴ層の一面上に形成された一つ以上の絶縁層とを提供する段階と、前記一つ以上の絶縁層にビアホールを形成する段階と、前記ビアホールを通じて、前記ＴＦＴ層のソース／ドレイン電極のうち一つと直接接触して貫通部を備える反射層を形成する段階と、前記貫通部を通じて前記ソース／ドレイン電極と直接接触するように前記反射層の上部に形成される第１電極層、電界発光部、及び第２電極層を備える一つ以上の画素よりなる画素層を形成する段階と、を含むことを特徴とする電界発光ディスプレイ装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、次のような効果を備えうる。
【００１６】
第一に、反射層を備える電界発光ディスプレイ装置において、第１電極層とソース／ドレイン電極との間に直接的に電気的接続を行わせることによって、ＴＦＴ層と画素層との電気的接続時に発生する電圧降下を減らし、それによって、窮極的にディスプレイ領域の輝度を改善できる。
【００１７】
第二に、反射層をビアホールの下面の一部まで延ばすことによって、反射層のパターン化工程の種類に関係なく、ビアホールの内側での急激な段差及び／またはアンダーカットを防止することによって、反射層の一面上に形成される第１電極層の断線による画素不良ないし輝度低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付された図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【００１９】
図２Ａには、本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置の平面図が概略的に示されている。
【００２０】
図２Ａに示されたように、基板１１０の一面上には、有機電界発光ディスプレイ素子のような発光素子が配置されたディスプレイ領域２００、ディスプレイ領域２００の外側に沿って塗布されて基板１１０と密封基板（図示せず）とを密封させる密封部８００、各種端子が配置された端子領域を備えうるが、ディスプレイ領域を密封する密封部材として、密封基板以外にも有機物、無機物、及び／または金属層による一つ以上の密封層より構成されうるなど、多様な変形が可能である。
【００２１】
ディスプレイ領域２００と密封部８００との間には、ディスプレイ領域２００に駆動電源を供給するための駆動電源供給ライン３００が配置される。図２Ａは、本発明の一例であって、駆動電源供給ラインの配置がこれに限定されるものではないが、ディスプレイ領域全体にわたって均一な駆動電源を供給することによって、輝度不均一を改善させうるという点で、駆動電源供給ライン３００は、ディスプレイ領域を取り囲むように形成されることが望ましい。
【００２２】
駆動電源供給ライン３００は、駆動ライン３１０と連結されるが、駆動ライン３１０は、ディスプレイ領域２００を横切って配置され、ソース電極１７０（図２Ｃ参照）と電気的に接続される。
【００２３】
また、ディスプレイ領域２００の外側には、垂直／水平駆動回路部５００，６００が配置される。垂直駆動回路部５００は、ディスプレイ領域２００にスキャン信号を印加するスキャン駆動回路部となることもあり、水平駆動回路部６００は、ディスプレイ領域２００にデータ信号を印加するデータ駆動回路部となることもあり、これらは、場合によっては、外装ＩＣやＣＯＧ状に密封領域の外部に配置されることもある。
【００２４】
一方、ディスプレイ領域２００の外側には、ディスプレイ領域２００に電極電源を供給する電極電源供給ライン４１０が配置されるが、これは、電極電源供給ライン４１０と第２電極層４００との間に形成された絶縁層内におけるビアホール４３０を通じて、ディスプレイ領域２００の全面に形成された第２電極層４００と電気的接続をなす。
【００２５】
駆動電源供給ライン３００、電極電源供給ライン４１０、水平／垂直駆動回路部５００，６００は、配線を通じて、これらそれぞれの構成要素についての端子３２０，４２０，５２０，６２０より構成され、密封領域の外側に配置される端子部と電気的接続をなす。
【００２６】
ディスプレイ領域２００を構成する有機電界発光素子は、図２Ｂ及び図２Ｃを参照して説明するが、説明の明確化のために、密封基板ないし密封薄膜層は省略した。図２Ｂには、図２ＡのＢで表示される、ディスプレイ領域の一画素が概略的に示される。図２Ｂには、二つのトップゲート型ＴＦＴと一つのキャパシタとを備える構造の一画素が示したが、これは、本発明の説明のための一例に過ぎず、本発明は、これに限定されない。
【００２７】
画素の選択如何を決定するＴＦＴ１（第１ＴＦＴ）のゲート電極５５は、スキャン信号を印加するスキャンラインから延びる。スキャンラインにスキャン信号のような電気的信号が印加される場合、データラインを通じて入力されるデータ信号がＴＦＴ１（第１ＴＦＴ）のソース電極５７ａから、ＴＦＴ１（第１ＴＦＴ）の半導体活性層５３を通じてＴＦＴ１（第１ＴＦＴ）のドレイン電極５７ｂに伝えられる。
【００２８】
ＴＦＴ１（第１ＴＦＴ）のドレイン電極５７ｂの延長部５７ｃは、キャパシタの第１電極５８ａと連結され、キャパシタの第１電極の他の一端は、駆動ＴＦＴとしてのＴＦＴ２（第２ＴＦＴ）のゲート電極１５０を形成し、キャパシタの第２電極は、駆動ライン３１０（図２Ａ参照）と電気的に連結される。
【００２９】
一方、図２Ｃは、図２Ｂの線ＩＩ−ＩＩに沿って切断した部分断面図であって、線ＩＩ−ＩＩのａ〜ｅで表示された部分は、ＴＦＴｄｒ（駆動ＴＦＴ）としてのＴＦＴ２（第２ＴＦＴ）が配置された部分の断面を示し、ｅ〜ｆ部分は、画素開口部１９０を示し、ｇ〜ｈ部分は、駆動ライン３１０，３１０ａの断面を示すが、明瞭な説明のために、密封基板及び／または密封層のような密封部材は省略した。
【００３０】
図２Ｃで、基板１１０の一面上には、ＴＦＴ層ＲＴと、ＴＦＴ層ＲＴを保護ないし平坦化させるための絶縁層１７９と、ＴＦＴ層ＲＴからの電気的信号が伝えられて第１電極層１９１、第２電極層４００及びこれら間に介在される有機電界発光部を備える画素層ＲＰとが、備えられるが、その詳細な構造を、本発明による有機電界発光ディスプレイ装置を製造する過程を示す図３Ａないし図３Ｅを参照して説明する。
【００３１】
まず、図３Ａに示されたように、基板１１０上に以後形成される画素層に電気的信号を印加するためのＴＦＴ２（第２ＴＦＴ）としてのＴＦＴ層ＲＴ、そして、ＴＦＴ層ＲＴの一面上に形成され一つ以上の層より形成された絶縁層１７９を提供する。
【００３２】
基板１１０の一面上に形成されたバッファ層１２０の上部にＴＦＴ２（第２ＴＦＴ）の半導体活性層１３０が形成される。半導体活性層１３０は、非晶質シリコン層より構成されるか、または多結晶シリコン層より構成されることもある。図面で詳細に示されていないが、半導体活性層１３０は、Ｎ＋型またはＰ＋型のドーパントでドーピングされるソース及びドレイン領域と、チャンネル領域とより構成されるが、半導体活性層１３０は、有機半導体など、多様な構成が可能である。
【００３３】
半導体活性層１３０の上部には、第２ＴＦＴのゲート電極１５０が配置されるが、ゲート電極１５０は、隣接層との密着性、積層される層の表面平坦性、そして加工性を考慮して、例えば、ＭｏＷ、Ａｌ／Ｃｕのような物質より形成されることが望ましい。但し、これに限定されるものではない。
【００３４】
ゲート電極１５０と半導体活性層１３０との間には、これらを絶縁させるためのゲート絶縁層１４０が位置する。ゲート電極１５０及びゲート絶縁層１４０の上部には、絶縁層としての中間層１６０が単一層及び／または複数層として形成され、その上部には、ＴＦＴ２（第２ＴＦＴ）のソース／ドレイン電極１７０ａ，１７０ｂが形成されるが、ソース／ドレイン電極１７０ａ，１７０ｂは、Ｍｏ、Ａｌのうち一つ以上の材料を備えることができる。すなわち、ソース／ドレイン電極１７０ａ，１７０ｂは、ＭｏＷのような材料より構成されることもあり、Ｍｏ／Ａｌのように複数層よりなることもあるなど、多様な構成が可能であり、半導体活性層１３０とのさらに円滑なオームコンタクトをなすために、その後に熱処理されうる。
【００３５】
ソース／ドレイン電極１７０ａ，１７０ｂの上部には、一つ以上の絶縁層１７９が形成されるが、図３Ａで下部に形成された薄膜トランジスタ層を保護するパシベーション層１８０及び／または下部ＴＦＴ層を平坦化させるための平坦化層１８１より構成される。パシベーション層１８０は、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２のような無機物よりなり、平坦化層１８１は、例えば、ＢＣＢ（Ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）またはアクリルのような有機物層より構成されることもあるが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００３６】
絶縁層１７９を形成した後には、以後形成される第１電極層１９１とＴＦＴ層のソース／ドレイン電極１７０ａ，１７０ｂとが電気的接続をなすように、絶縁層１７９には、ビアホール１８０ａ，１８１ａが形成される。図３Ｂ及び図３Ｃには、パシベーション層１８０と平坦化層１８１とより構成された絶縁層１７９が示されているが、これらは、それぞれの層が形成された後にビアホール形成過程を経る。すなわち、図３Ｂに示されたように、プラズマ強化化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を通じて、ＳｉＮｘのような無機物をソース／ドレイン電極１７０ａ，１７０ｂ及び中間層１６０の上部に形成する。パシベーション層１８０が形成された後、ドレイン電極１７０ｂの対応位置にドレイン電極１７０ｂの少なくとも一部が露出されるように第１ビアホール１８０ａが形成される。次いで、図３Ｃに示されたように、第１ビアホール１８０ａを含むパシベーション層１８０の上部に、例えば、アクリルのような感光性材料を利用して全面塗布した後、フォトリソグラフィ法を利用して第２ビアホール１８１ａを形成する。
【００３７】
次いで、図３Ｄに示されたように、第２ビアホール１８１ａを含む平坦化層１８１の一面上に反射層１９２を形成する。反射層１９２としては、反射度が優秀であり、加工性が容易な反射性材料、例えば、Ａｌ、Ａｌ−Ｎｄのような材料が使用されうる。反射層１９２は、反射性材料より全面形成された後、一定のパターン化工程を経ることによって所望の構造に形成されうる。反射層１９２が形成された後、その一面上に第１電極層１９１が形成される。
【００３８】
一方、反射層１９２は、第２ビアホール１８１ａまで延長形成され、反射層１９２は、第２ビアホール１８１ａの下面に延長形成された延長部１９２ａを備え、延長部１９２ａによって取り囲まれる貫通部１９２ｂを備える。したがって、反射層１９２の上部に形成されるが、ビアホール１８１ａの下面まで延びる第１電極層１９１は、反射層１９２に備えられた貫通部１９２ｂを通じて下部のドレイン電極１７０ｂと直接接触する。ここで、反射層１９２に形成された貫通部１９２ｂのサイズは、適切に選択されねばならない。すなわち、接触抵抗の増大を防止するために、第１電極層１９１とドレイン電極１７０ｂとの接触面積Ａｐが、反射層１９２の延長部１９２ａとドレイン電極１７０ｂとの間の接触面積Ａｅより大きいことが望ましい。また、反射層１９２に形成される貫通部１９２ｂは、図３Ｄで円形に図示されたが、これに限定されるものではない。
【００３９】
反射層１９２が形成された後には、図３Ｅに示されたように、第１電極層１９１の少なくとも一部が画素開口部１９５を形成できるように、第１電極層１９１の少なくとも一部の上部には、画素定義層１９３が形成され、画素開口部１９５として、第１電極層１９１の一面上には、ＥＭＬを含む有機電界発光部１９４が形成される。次いで、その上部には、第２電極層４００が全面形成されることによって、図２Ｃに示されたような構造の有機電界発光ディスプレイ装置を形成できる。
【００４０】
有機電界発光部１９４は、低分子または高分子有機膜より構成されうるが、低分子有機膜を使用する場合、正孔注入層、ＨＴＬ、ＥＭＬ、ＥＴＬ、ＥＩＬが単一あるいは複合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な材料を適用できる。これら低分子有機膜は、真空蒸着法によって形成される。
【００４１】
高分子有機膜の場合には、大体、ＨＴＬ及びＥＭＬより備えられた構造を有し、このとき、前記ＨＴＬとしてＰＥＤＯＴを使用し、発光層としてＰＰＶ（Ｐｏｌｙ−Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）系及びポリフルオレン系などの高分子有機物質を使用し、これをスクリーン印刷やインクジェット印刷方法で形成できるなど多様な構成が可能である。
【００４２】
有機電界発光部１９４の一面上部には、カソード電極としての第２電極層４００が全面蒸着されるが、第２電極層４００は、このような全面蒸着の形態に限定されず、また、全面発光型の場合、Ａｌ／Ｃａ、ＩＴＯ、Ｍｇ−Ａｇのような材料より形成されることもあり、単一層ではない複数層より形成されることもあり、ＬｉＦのようなアルカリまたはアルカリ土類金属フルオライド層がさらに備えられうるなど、多様な類型に構成されうる。
［実験例］
【００４３】
ソース／ドレイン電極を５０００Åの厚さで蒸着形成及びパターン化させた後、ソース／ドレイン電極の上部に１０００ÅのＳｉＮｘをＰＥＣＶＤ法を通じて蒸着することによってパシベーション層を形成し、パシベーション層にドレイン電極の少なくとも一部が露出されるように第１ビアホールを形成した。パシベーション層の上部にアクリルを利用して平坦化層を形成した後、所定のフォトリソグラフィ法を利用して第２ビアホールを形成した。反射層は、ＡｌＮｄを材料として１０００Åの厚さでスパッタリング蒸着した後にパターン化した。
【００４４】
［実験１（本発明に対する比較例）］
【００４５】
本発明についての比較例が図４Ａないし図４Ｃに示されている。
【００４６】
図４Ａで、ＡｌＮｄより形成された反射層１９２’は、反射層１９２’の貫通部がビアホール１８１’の外側に備えられるように形成されたが、ドレイン電極１７０’ｂの一面上にパシベーション層１８０’及び平坦化層１８１’が形成される。パシベーション層１８０’及び平坦化層１８１’には、それぞれ第１ビアホール１８０’ａ及び第２ビアホール１８１’ａが形成されている。
【００４７】
図４Ｂには、図４Ａの反射層１９２’のパターン化において、乾式エッチング法を使用した場合に、構成された貫通部の外郭を部分拡大した図であり、図３Ｃは、図４Ｂの図面符号“Ｃ”を部分拡大した図面である。乾式エッチング法を使用して反射層１９２’をパターン化させると同時に、貫通部１９２’ｂが形成されるが、このとき、貫通部１９２’ｂの内側に沿って絶縁層としての平坦化層１８１’がオーバーエッチングされ、かつ／または反射層１９２’と平坦化層１８１’との間に屈曲部１８２’が形成されるようなオーバーハング現象が発生して、以後に反射層１９２’より薄く形成される第１電極層についての十分なステップカバーレージを確保できなくなり、これによって、第１電極層に印加される電気的信号が事前に設定された値と相異なる値となって、当該画素、窮極的には、ディスプレイ領域についての輝度不均一ないし輝度低下が誘発される。
【００４８】
また、図４Ｄには、図４Ａの反射層１９２’のパターン化において、湿式エッチング法を使用した場合に、構成されたビアホール１８１’ａの下面を部分拡大した断面図が示されている。ここで、湿式エッチングによってビアホール１８１’ａの下面に露出されたドレイン電極１７０’ｂが浸食されることによって、ビアホール１８１’ａの側面に形成された絶縁層としての平坦化層１８１’の下部にアンダーカット１８３’が発生した。これは、以後ビアホール１８１’ａを含む反射層１９２’の一面上に第１電極層が形成される場合、第１電極層の一部が開放形成されることによって、当該画素に対する輝度不均一ないし輝度低下を誘発する。
【００４９】
「実験２（本発明）］
【００５０】
本発明によるＡｌＮｄより形成された反射層１９２は、延長部１９２ａがビアホール１８１ａの下面に延長形成されるようにパターン化された。図５Ａには、湿式エッチング法を使用して反射層がパターン化された後のビアホールの下面の断面が示され、図５Ｂには、乾式エッチング法を使用して反射層がパターン化された後のビアホールの下面の断面が示されている。
【００５１】
ここで、反射層１９２がビアホール１８１ａの下面の少なくとも一部まで延長形成されることによって、図に示されていないが、以後第１電極層が反射層１９２の一面上に形成される時、ビアホール１８１ａが始まる部分での段差によって発生する可能性のある第１電極層の開放ないし損傷を防止できる。
【００５２】
また、図５Ａ及び図５Ｂに示されたように、ビアホール１８１ａの下面に反射層１９２の延長部１９２ａが延長介在されることによって、以後形成される第１電極層１９１がビアホール１８１の隣りでも十分なステップカバーレージを確保できた。また、パターン時に発生する可能性のあるドレイン電極１７０ｂの損傷を最小化させ、ビアホールの側面に形成された絶縁層としての平坦化層に発生可能なアンダーカットが防止されて第１電極層１９１の一部が開放されることが防止された。窮極的に、十分なステップカバーレージを確保すると同時に、一部第１電極層に開放領域が形成されることを防止することによって、当該画素に発生する可能性のある輝度低下ないし不均一を防止できた。
【００５３】
前記実施形態は、本発明を説明するための一例であって、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、前記実施形態は、有機電界発光ディスプレイ装置について記述されたが、本発明の範囲内で無機電界発光ディスプレイ装置にも十分に適用されうるなど、反射層が貫通部を備えるが、一部がソース／ドレイン電極と直接的な電気接続をなす電界発光ディスプレイ装置についての思想を含む範囲内で多様な変形が可能である。
【００５４】
本発明は、添付された図面に示された一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、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明による電界発光ディスプレイ装置は、電子ペーパー、スマートカード、ＲＦタグ、ロールアップディスプレイ、ＰＤＡのような多様な電子装置に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１Ａ】従来の技術による有機電界発光ディスプレイ装置の概略的な平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの線Ｉ−Ｉに沿って切断した断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂの図面符号“Ａ”の部分拡大図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置の概略的な平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの図面符号“Ｂ”の部分拡大図である。
【図２Ｃ】図２Ｂの線ＩＩ−ＩＩに沿って切断した部分断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置を製造する過程を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置を製造する過程を示す断面図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置を製造する過程を示す断面図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置を製造する過程を示す断面図である。
【図３Ｅ】本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置を製造する過程を示す断面図である。
【図４Ａ】比較例としての有機電界発光ディスプレイ装置の一部についての部分断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの一部分についての部分断面図である。
【図４Ｃ】図４Ａの一部分についての部分断面図である。
【図４Ｄ】図４Ａの一部分についての部分断面図である。
【図５Ａ】本発明によるＴＦＴ層の部分断面図である。
【図５Ｂ】本発明によるＴＦＴ層の部分断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１１０ 基板
１２０ バッファ層
１３０ 半導体活性層
１４０ ゲート絶縁層
１５０ ゲート電極
１６０ 中間層
１７０ａ、１７０ｂ ソース／ドレイン電極
１７９ 絶縁層
１８０、１８１ 絶縁層
１９１ 第１電極層
１９２ 反射層
１９３ 画素定義層
１９４ 有機電界発光部
３１０、３１０ａ 駆動ライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界発光ディスプレイ装置に係り、さらに詳細には、ディスプレイ領域の電圧降下による輝度不均一を防止できる電界発光ディスプレイ装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像の表示において、数多くの種類のディスプレイ装置が使われるが、近来には、従来のブラウン管、すなわち、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ、陰極線管）に代える多様な平板ディスプレイ装置が使われる。このような平板ディスプレイ装置は、発光形態によって自発光型と非自発光型とに分類できる。自発光型ディスプレイ装置には、平面ブラウン管、プラズマディスプレイ装置、真空蛍光表示装置、電界放出ディスプレイ装置、無機／有機電界発光ディスプレイ素子があり、非自発光型ディスプレイ装置には、液晶ディスプレイ装置がある。そのうちでも、有機電界発光素子は、バックライトのような別途の発光装置が不要な自発光型素子であって、低電力及び高効率の作動が可能であり、青色発光が可能であるという最近注目を浴びている平面ディスプレイ素子である。
【０００３】
有機電界発光ディスプレイ素子は、有機物薄膜に陰極及び陽極を通じて注入された電子と正孔とが再結合して励起子を形成し、形成された励起子からのエネルギーにより、特定の波長の光が発生する現象を利用する自発光型ディスプレイ装置である。有機電界発光ディスプレイ装置は、低電圧で駆動が可能であり、軽量の薄型であり、視野角が広いだけでなく、応答速度も速いという長所を備えている。
【０００４】
このような有機電界発光ディスプレイ素子の有機電界発光部は、基板上に積層式に形成される、陽極としての第１電極、有機発光部、及び陰極としての第２電極より構成される。有機発光部は、有機発光層（ＥＭＬ：ＥＭｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）を備えるが、このＥＭＬで正孔と電子とが再結合して励起子を形成し、光が発生する。発光効率をさらに高めるためには、正孔と電子とをＥＭＬにさらに円滑に輸送せねばならず、このために陰極とＥＭＬとの間には、電子輸送層（ＥＴＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）が配置され、陽極とＥＭＬとの間には、正孔輸送層（ＨＴＬ：Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）が配置される。また、陽極とＨＴＬとの間に、正孔注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）が配置されることもあり、陰極とＥＴＬとの間に電子注入層（ＥＩＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）が配置されることもある。
【０００５】
一方、有機電界発光ディスプレイ素子は、駆動方式によって、受動駆動方式のＰＭ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ）型と、能動駆動方式のＡＭ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ）型とに区分される。前記ＰＭ型は、単純に陽極及び陰極がそれぞれカラムとローとに配列されて、陰極には、ロー駆動回路からスキャニング信号が供給され、この時、複数のローのうち一つのローのみが選択される。また、コラム駆動回路には、各画素にデータ信号が入力される。一方、前記ＡＭ型は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を利用して、各画素毎に入力される信号を制御するものであって、膨大な量の信号を処理するのに適して、動画を具現するためのディスプレイ装置として多く使われている。
【０００６】
図１Ａには、通常使われるＡＭ型の有機電界発光ディスプレイ装置の平面図が示されており、図１Ｂには、図１Ａの線Ｉ−Ｉに沿って切断した部分断面図が示されている。
【０００７】
図示されたＡＭ型の有機電界発光ディスプレイ装置は、透明な絶縁基板１１上に有機電界発光素子を含む所定のディスプレイ領域２０を有し、メタルキャップのような密封部材（図示せず）は、ディスプレイ領域２０を密封するように密封部８０によって密封される。ディスプレイ領域２０は、ＴＦＴを含む有機電界発光素子を通じて複数個の画素より構成され、ディスプレイ領域２０には複数個の駆動ラインＶＤＤ ３１が配設されるが、この駆動ライン３１は、ディスプレイ領域２０の外側の駆動電源配線部３０を通じて端子領域７０と連結されてディスプレイ領域２０に駆動電源を供給する。
【０００８】
図１Ｂに示されたように、基板１１の一面上にはディスプレイ領域２０を構成する電界発光部に電気的な信号を印加するＴＦＴ層１０ａが形成され、その上部に電界発光部を含む画素層１０ｃが形成されるが、ＴＦＴ層１０ａと画素層１０ｃとの間には、絶縁層１０ｂが介在される。
【０００９】
ＴＦＴ層１０ａと画素層１０ｃとの電気的接続は、絶縁層１０ｂに形成されたビアホールでなされる。図１Ｃは、図１Ｂの図面符号“Ａ”と表記された部分を拡大した部分断面図である。ドレイン電極１７ｂの上部には第１絶縁層１８ａが形成され、その上部には第２絶縁層１８ｂが形成されるが、それぞれの絶縁層にはビアホール１８’ａ，１８’ｂが形成される。
【００１０】
全面発光型の電界発光ディスプレイ装置の場合、ディスプレイ領域２０（図１Ａ参照）を構成する電界発光部１９ｃに電気的信号を供給する第１電極層１９ａの下部には反射層１９ｂが形成されるが、これらは二重層状にビアホールまで延長形成されることによって、ＴＦＴ層１０ａのドレイン電極１７ｂと電気的接続をなす。
【００１１】
第１電極層１９ａがアノード電極層として使われる全面発光型の場合、通常的に、第１電極層１９ａには、仕事関数の大きいＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような透明導電性酸化物材料が主に使われ、反射層１９ｂとしては、ＡｌまたはＡｌＮｄのような反射層が使われるが、ＩＴＯより構成される第１電極層とＡｌＮｄのような材料より構成される金属性反射層との間には、これら間の界面酸化層による導電性の阻害が発生し、ディスプレイ領域の画素定義層１９ｄにより開放された領域に配置される電界発光部に、ドレイン電極１７ｂから伝えられる電気的信号が伝えられることが妨害され、それによって、ディスプレイ領域の輝度低下ないし輝度不均一をもたらすことがあり、画面品質を低下させることもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、前記問題点を解消するためのものであって、電圧降下による輝度減少ないし不均一を解消させた構造の電界発光ディスプレイ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために、本発明の一局面によれば、基板の一面上に形成されたＴＦＴ層と、前記ＴＦＴ層の一面上に形成された一つ以上の絶縁層と、前記絶縁層の上部に配置され、第１電極層、第２電極層、及びこれら間に配置される電界発光部を含む画素層と、を備え、前記画素層には、前記第１電極層の下部に配置され、前記ＴＦＴ層のソース／ドレイン電極のうち一つと直接接触する反射層を備えるが、前記反射層は、この反射層を通じて前記第１電極層と前記ソース／ドレイン電極との間に直接的な接触が発生する貫通部を備え、前記貫通部は前記絶縁層のビアホールより小さいサイズを有することを特徴とする電界発光ディスプレイ装置を提供する。
【００１４】
本発明の他の一面によれば、基板の一面上に形成されたＴＦＴ層と、前記ＴＦＴ層の一面上に形成された一つ以上の絶縁層とを提供する段階と、前記一つ以上の絶縁層にビアホールを形成する段階と、前記ビアホールを通じて、前記ＴＦＴ層のソース／ドレイン電極のうち一つと直接接触して貫通部を備える反射層を形成する段階と、前記貫通部を通じて前記ソース／ドレイン電極と直接接触するように前記反射層の上部に形成される第１電極層、電界発光部、及び第２電極層を備える一つ以上の画素よりなる画素層を形成する段階と、を含むことを特徴とする電界発光ディスプレイ装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、次のような効果を備えうる。
【００１６】
第一に、反射層を備える電界発光ディスプレイ装置において、第１電極層とソース／ドレイン電極との間に直接的に電気的接続を行わせることによって、ＴＦＴ層と画素層との電気的接続時に発生する電圧降下を減らし、それによって、窮極的にディスプレイ領域の輝度を改善できる。
【００１７】
第二に、反射層をビアホールの下面の一部まで延ばすことによって、反射層のパターン化工程の種類に関係なく、ビアホールの内側での急激な段差及び／またはアンダーカットを防止することによって、反射層の一面上に形成される第１電極層の断線による画素不良ないし輝度低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付された図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【００１９】
図２Ａには、本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置の平面図が概略的に示されている。
【００２０】
図２Ａに示されたように、基板１１０の一面上には、有機電界発光ディスプレイ素子のような発光素子が配置されたディスプレイ領域２００、ディスプレイ領域２００の外側に沿って塗布されて基板１１０と密封基板（図示せず）とを密封させる密封部８００、各種端子が配置された端子領域を備えうるが、ディスプレイ領域を密封する密封部材として、密封基板以外にも有機物、無機物、及び／または金属層による一つ以上の密封層より構成されうるなど、多様な変形が可能である。
【００２１】
ディスプレイ領域２００と密封部８００との間には、ディスプレイ領域２００に駆動電源を供給するための駆動電源供給ライン３００が配置される。図２Ａは、本発明の一例であって、駆動電源供給ラインの配置がこれに限定されるものではないが、ディスプレイ領域全体にわたって均一な駆動電源を供給することによって、輝度不均一を改善させうるという点で、駆動電源供給ライン３００は、ディスプレイ領域を取り囲むように形成されることが望ましい。
【００２２】
駆動電源供給ライン３００は、駆動ライン３１０と連結されるが、駆動ライン３１０は、ディスプレイ領域２００を横切って配置され、ソース電極１７０（図２Ｃ参照）と電気的に接続される。
【００２３】
また、ディスプレイ領域２００の外側には、垂直／水平駆動回路部５００，６００が配置される。垂直駆動回路部５００は、ディスプレイ領域２００にスキャン信号を印加するスキャン駆動回路部となることもあり、水平駆動回路部６００は、ディスプレイ領域２００にデータ信号を印加するデータ駆動回路部となることもあり、これらは、場合によっては、外装ＩＣやＣＯＧ状に密封領域の外部に配置されることもある。
【００２４】
一方、ディスプレイ領域２００の外側には、ディスプレイ領域２００に電極電源を供給する電極電源供給ライン４１０が配置されるが、これは、電極電源供給ライン４１０と第２電極層４００との間に形成された絶縁層内におけるビアホール４３０を通じて、ディスプレイ領域２００の全面に形成された第２電極層４００と電気的接続をなす。
【００２５】
駆動電源供給ライン３００、電極電源供給ライン４１０、水平／垂直駆動回路部５００，６００は、配線を通じて、これらそれぞれの構成要素についての端子３２０，４２０，５２０，６２０より構成され、密封領域の外側に配置される端子部と電気的接続をなす。
【００２６】
ディスプレイ領域２００を構成する有機電界発光素子は、図２Ｂ及び図２Ｃを参照して説明するが、説明の明確化のために、密封基板ないし密封薄膜層は省略した。図２Ｂには、図２ＡのＢで表示される、ディスプレイ領域の一画素が概略的に示される。図２Ｂには、二つのトップゲート型ＴＦＴと一つのキャパシタとを備える構造の一画素が示したが、これは、本発明の説明のための一例に過ぎず、本発明は、これに限定されない。
【００２７】
画素の選択如何を決定するＴＦＴ１（第１ＴＦＴ）のゲート電極５５は、スキャン信号を印加するスキャンラインから延びる。スキャンラインにスキャン信号のような電気的信号が印加される場合、データラインを通じて入力されるデータ信号がＴＦＴ１（第１ＴＦＴ）のソース電極５７ａから、ＴＦＴ１（第１ＴＦＴ）の半導体活性層５３を通じてＴＦＴ１（第１ＴＦＴ）のドレイン電極５７ｂに伝えられる。
【００２８】
ＴＦＴ１（第１ＴＦＴ）のドレイン電極５７ｂの延長部５７ｃは、キャパシタの第１電極５８ａと連結され、キャパシタの第１電極の他の一端は、駆動ＴＦＴとしてのＴＦＴ２（第２ＴＦＴ）のゲート電極１５０を形成し、キャパシタの第２電極は、駆動ライン３１０（図２Ａ参照）と電気的に連結される。
【００２９】
一方、図２Ｃは、図２Ｂの線ＩＩ−ＩＩに沿って切断した部分断面図であって、線ＩＩ−ＩＩのａ〜ｅで表示された部分は、ＴＦＴｄｒ（駆動ＴＦＴ）としてのＴＦＴ２（第２ＴＦＴ）が配置された部分の断面を示し、ｅ〜ｆ部分は、画素開口部１９０を示し、ｇ〜ｈ部分は、駆動ライン３１０，３１０ａの断面を示すが、明瞭な説明のために、密封基板及び／または密封層のような密封部材は省略した。
【００３０】
図２Ｃで、基板１１０の一面上には、ＴＦＴ層ＲＴと、ＴＦＴ層ＲＴを保護ないし平坦化させるための絶縁層１７９と、ＴＦＴ層ＲＴからの電気的信号が伝えられて第１電極層１９１、第２電極層４００及びこれら間に介在される有機電界発光部を備える画素層ＲＰとが、備えられるが、その詳細な構造を、本発明による有機電界発光ディスプレイ装置を製造する過程を示す図３Ａないし図３Ｅを参照して説明する。
【００３１】
まず、図３Ａに示されたように、基板１１０上に以後形成される画素層に電気的信号を印加するためのＴＦＴ２（第２ＴＦＴ）としてのＴＦＴ層ＲＴ、そして、ＴＦＴ層ＲＴの一面上に形成され一つ以上の層より形成された絶縁層１７９を提供する。
【００３２】
基板１１０の一面上に形成されたバッファ層１２０の上部にＴＦＴ２（第２ＴＦＴ）の半導体活性層１３０が形成される。半導体活性層１３０は、非晶質シリコン層より構成されるか、または多結晶シリコン層より構成されることもある。図面で詳細に示されていないが、半導体活性層１３０は、Ｎ＋型またはＰ＋型のドーパントでドーピングされるソース及びドレイン領域と、チャンネル領域とより構成されるが、半導体活性層１３０は、有機半導体など、多様な構成が可能である。
【００３３】
半導体活性層１３０の上部には、第２ＴＦＴのゲート電極１５０が配置されるが、ゲート電極１５０は、隣接層との密着性、積層される層の表面平坦性、そして加工性を考慮して、例えば、ＭｏＷ、Ａｌ／Ｃｕのような物質より形成されることが望ましい。但し、これに限定されるものではない。
【００３４】
ゲート電極１５０と半導体活性層１３０との間には、これらを絶縁させるためのゲート絶縁層１４０が位置する。ゲート電極１５０及びゲート絶縁層１４０の上部には、絶縁層としての中間層１６０が単一層及び／または複数層として形成され、その上部には、ＴＦＴ２（第２ＴＦＴ）のソース／ドレイン電極１７０ａ，１７０ｂが形成されるが、ソース／ドレイン電極１７０ａ，１７０ｂは、Ｍｏ、Ａｌのうち一つ以上の材料を備えることができる。すなわち、ソース／ドレイン電極１７０ａ，１７０ｂは、ＭｏＷのような材料より構成されることもあり、Ｍｏ／Ａｌのように複数層よりなることもあるなど、多様な構成が可能であり、半導体活性層１３０とのさらに円滑なオームコンタクトをなすために、その後に熱処理されうる。
【００３５】
ソース／ドレイン電極１７０ａ，１７０ｂの上部には、一つ以上の絶縁層１７９が形成されるが、図３Ａで下部に形成された薄膜トランジスタ層を保護するパシベーション層１８０及び／または下部ＴＦＴ層を平坦化させるための平坦化層１８１より構成される。パシベーション層１８０は、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２のような無機物よりなり、平坦化層１８１は、例えば、ＢＣＢ（Ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）またはアクリルのような有機物層より構成されることもあるが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００３６】
絶縁層１７９を形成した後には、以後形成される第１電極層１９１とＴＦＴ層のソース／ドレイン電極１７０ａ，１７０ｂとが電気的接続をなすように、絶縁層１７９には、ビアホール１８０ａ，１８１ａが形成される。図３Ｂ及び図３Ｃには、パシベーション層１８０と平坦化層１８１とより構成された絶縁層１７９が示されているが、これらは、それぞれの層が形成された後にビアホール形成過程を経る。すなわち、図３Ｂに示されたように、プラズマ強化化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を通じて、ＳｉＮｘのような無機物をソース／ドレイン電極１７０ａ，１７０ｂ及び中間層１６０の上部に形成する。パシベーション層１８０が形成された後、ドレイン電極１７０ｂの対応位置にドレイン電極１７０ｂの少なくとも一部が露出されるように第１ビアホール１８０ａが形成される。次いで、図３Ｃに示されたように、第１ビアホール１８０ａを含むパシベーション層１８０の上部に、例えば、アクリルのような感光性材料を利用して全面塗布した後、フォトリソグラフィ法を利用して第２ビアホール１８１ａを形成する。
【００３７】
次いで、図３Ｄに示されたように、第２ビアホール１８１ａを含む平坦化層１８１の一面上に反射層１９２を形成する。反射層１９２としては、反射度が優秀であり、加工性が容易な反射性材料、例えば、Ａｌ、Ａｌ−Ｎｄのような材料が使用されうる。反射層１９２は、反射性材料より全面形成された後、一定のパターン化工程を経ることによって所望の構造に形成されうる。反射層１９２が形成された後、その一面上に第１電極層１９１が形成される。
【００３８】
一方、反射層１９２は、第２ビアホール１８１ａまで延長形成され、反射層１９２は、第２ビアホール１８１ａの下面に延長形成された延長部１９２ａを備え、延長部１９２ａによって取り囲まれる貫通部１９２ｂを備える。したがって、反射層１９２の上部に形成されるが、ビアホール１８１ａの下面まで延びる第１電極層１９１は、反射層１９２に備えられた貫通部１９２ｂを通じて下部のドレイン電極１７０ｂと直接接触する。ここで、反射層１９２に形成された貫通部１９２ｂのサイズは、適切に選択されねばならない。すなわち、接触抵抗の増大を防止するために、第１電極層１９１とドレイン電極１７０ｂとの接触面積Ａｐが、反射層１９２の延長部１９２ａとドレイン電極１７０ｂとの間の接触面積Ａｅより大きいことが望ましい。また、反射層１９２に形成される貫通部１９２ｂは、図３Ｄで円形に図示されたが、これに限定されるものではない。
【００３９】
反射層１９２が形成された後には、図３Ｅに示されたように、第１電極層１９１の少なくとも一部が画素開口部１９５を形成できるように、第１電極層１９１の少なくとも一部の上部には、画素定義層１９３が形成され、画素開口部１９５として、第１電極層１９１の一面上には、ＥＭＬを含む有機電界発光部１９４が形成される。次いで、その上部には、第２電極層４００が全面形成されることによって、図２Ｃに示されたような構造の有機電界発光ディスプレイ装置を形成できる。
【００４０】
有機電界発光部１９４は、低分子または高分子有機膜より構成されうるが、低分子有機膜を使用する場合、正孔注入層、ＨＴＬ、ＥＭＬ、ＥＴＬ、ＥＩＬが単一あるいは複合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な材料を適用できる。これら低分子有機膜は、真空蒸着法によって形成される。
【００４１】
高分子有機膜の場合には、大体、ＨＴＬ及びＥＭＬより備えられた構造を有し、このとき、前記ＨＴＬとしてＰＥＤＯＴを使用し、発光層としてＰＰＶ（Ｐｏｌｙ−Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）系及びポリフルオレン系などの高分子有機物質を使用し、これをスクリーン印刷やインクジェット印刷方法で形成できるなど多様な構成が可能である。
【００４２】
有機電界発光部１９４の一面上部には、カソード電極としての第２電極層４００が全面蒸着されるが、第２電極層４００は、このような全面蒸着の形態に限定されず、また、全面発光型の場合、Ａｌ／Ｃａ、ＩＴＯ、Ｍｇ−Ａｇのような材料より形成されることもあり、単一層ではない複数層より形成されることもあり、ＬｉＦのようなアルカリまたはアルカリ土類金属フルオライド層がさらに備えられうるなど、多様な類型に構成されうる。
［実験例］
【００４３】
ソース／ドレイン電極を５０００Åの厚さで蒸着形成及びパターン化させた後、ソース／ドレイン電極の上部に１０００ÅのＳｉＮｘをＰＥＣＶＤ法を通じて蒸着することによってパシベーション層を形成し、パシベーション層にドレイン電極の少なくとも一部が露出されるように第１ビアホールを形成した。パシベーション層の上部にアクリルを利用して平坦化層を形成した後、所定のフォトリソグラフィ法を利用して第２ビアホールを形成した。反射層は、ＡｌＮｄを材料として１０００Åの厚さでスパッタリング蒸着した後にパターン化した。
【００４４】
［実験１（本発明に対する比較例）］
【００４５】
本発明についての比較例が図４Ａないし図４Ｃに示されている。
【００４６】
図４Ａで、ＡｌＮｄより形成された反射層１９２’は、反射層１９２’の貫通部がビアホール１８１’の外側に備えられるように形成されたが、ドレイン電極１７０’ｂの一面上にパシベーション層１８０’及び平坦化層１８１’が形成される。パシベーション層１８０’及び平坦化層１８１’には、それぞれ第１ビアホール１８０’ａ及び第２ビアホール１８１’ａが形成されている。
【００４７】
図４Ｂには、図４Ａの反射層１９２’のパターン化において、乾式エッチング法を使用した場合に、構成された貫通部の外郭を部分拡大した図であり、図３Ｃは、図４Ｂの図面符号“Ｃ”を部分拡大した図面である。乾式エッチング法を使用して反射層１９２’をパターン化させると同時に、貫通部１９２’ｂが形成されるが、このとき、貫通部１９２’ｂの内側に沿って絶縁層としての平坦化層１８１’がオーバーエッチングされ、かつ／または反射層１９２’と平坦化層１８１’との間に屈曲部１８２’が形成されるようなオーバーハング現象が発生して、以後に反射層１９２’より薄く形成される第１電極層についての十分なステップカバーレージを確保できなくなり、これによって、第１電極層に印加される電気的信号が事前に設定された値と相異なる値となって、当該画素、窮極的には、ディスプレイ領域についての輝度不均一ないし輝度低下が誘発される。
【００４８】
また、図４Ｄには、図４Ａの反射層１９２’のパターン化において、湿式エッチング法を使用した場合に、構成されたビアホール１８１’ａの下面を部分拡大した断面図が示されている。ここで、湿式エッチングによってビアホール１８１’ａの下面に露出されたドレイン電極１７０’ｂが浸食されることによって、ビアホール１８１’ａの側面に形成された絶縁層としての平坦化層１８１’の下部にアンダーカット１８３’が発生した。これは、以後ビアホール１８１’ａを含む反射層１９２’の一面上に第１電極層が形成される場合、第１電極層の一部が開放形成されることによって、当該画素に対する輝度不均一ないし輝度低下を誘発する。
【００４９】
「実験２（本発明）］
【００５０】
本発明によるＡｌＮｄより形成された反射層１９２は、延長部１９２ａがビアホール１８１ａの下面に延長形成されるようにパターン化された。図５Ａには、湿式エッチング法を使用して反射層がパターン化された後のビアホールの下面の断面が示され、図５Ｂには、乾式エッチング法を使用して反射層がパターン化された後のビアホールの下面の断面が示されている。
【００５１】
ここで、反射層１９２がビアホール１８１ａの下面の少なくとも一部まで延長形成されることによって、図に示されていないが、以後第１電極層が反射層１９２の一面上に形成される時、ビアホール１８１ａが始まる部分での段差によって発生する可能性のある第１電極層の開放ないし損傷を防止できる。
【００５２】
また、図５Ａ及び図５Ｂに示されたように、ビアホール１８１ａの下面に反射層１９２の延長部１９２ａが延長介在されることによって、以後形成される第１電極層１９１がビアホール１８１の隣りでも十分なステップカバーレージを確保できた。また、パターン時に発生する可能性のあるドレイン電極１７０ｂの損傷を最小化させ、ビアホールの側面に形成された絶縁層としての平坦化層に発生可能なアンダーカットが防止されて第１電極層１９１の一部が開放されることが防止された。窮極的に、十分なステップカバーレージを確保すると同時に、一部第１電極層に開放領域が形成されることを防止することによって、当該画素に発生する可能性のある輝度低下ないし不均一を防止できた。
【００５３】
前記実施形態は、本発明を説明するための一例であって、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、前記実施形態は、有機電界発光ディスプレイ装置について記述されたが、本発明の範囲内で無機電界発光ディスプレイ装置にも十分に適用されうるなど、反射層が貫通部を備えるが、一部がソース／ドレイン電極と直接的な電気接続をなす電界発光ディスプレイ装置についての思想を含む範囲内で多様な変形が可能である。
【００５４】
本発明は、添付された図面に示された一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、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明による電界発光ディスプレイ装置は、電子ペーパー、スマートカード、ＲＦタグ、ロールアップディスプレイ、ＰＤＡのような多様な電子装置に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１Ａ】従来の技術による有機電界発光ディスプレイ装置の概略的な平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの線Ｉ−Ｉに沿って切断した断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂの図面符号“Ａ”の部分拡大図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置の概略的な平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの図面符号“Ｂ”の部分拡大図である。
【図２Ｃ】図２Ｂの線ＩＩ−ＩＩに沿って切断した部分断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置を製造する過程を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置を製造する過程を示す断面図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置を製造する過程を示す断面図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置を製造する過程を示す断面図である。
【図３Ｅ】本発明の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置を製造する過程を示す断面図である。
【図４Ａ】比較例としての有機電界発光ディスプレイ装置の一部についての部分断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの一部分についての部分断面図である。
【図４Ｃ】図４Ａの一部分についての部分断面図である。
【図４Ｄ】図４Ａの一部分についての部分断面図である。
【図５Ａ】本発明によるＴＦＴ層の部分断面図である。
【図５Ｂ】本発明によるＴＦＴ層の部分断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１１０ 基板
１２０ バッファ層
１３０ 半導体活性層
１４０ ゲート絶縁層
１５０ ゲート電極
１６０ 中間層
１７０ａ、１７０ｂ ソース／ドレイン電極
１７９ 絶縁層
１８０、１８１ 絶縁層
１９１ 第１電極層
１９２ 反射層
１９３ 画素定義層
１９４ 有機電界発光部
３１０、３１０ａ 駆動ライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一面上に形成された薄膜トランジスタ層と、
前記薄膜トランジスタ層の一面上に形成された一つ以上の絶縁層と、
前記絶縁層の上部に配置され、第１電極層、第２電極層、及びこれら間に配置される電界発光部を含む画素層と、を備え、
前記画素層には、
前記第１電極層の下部に配置され、前記薄膜トランジスタ層のソース／ドレイン電極のうち一つと直接接触する反射層を備えるが、
前記反射層は、この反射層を通じて前記第１電極層と前記ソース／ドレイン電極との間に直接的な接触が発生する貫通部を備え、前記貫通部は前記絶縁層のビアホールより小さいサイズを有することを特徴とする電界発光ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記貫通部を通じる前記第１電極層及び前記ソース／ドレイン電極の接触面積は、前記反射層及び前記ソース／ドレイン電極の接触面積より大きいことを特徴とする請求項１に記載の電界発光ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記ソース／ドレイン電極は、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）のうち一つ以上の材料を備えることを特徴とする請求項１に記載の電界発光ディスプレイ装置。
【請求項４】
基板の一面上に形成された薄膜トランジスタ層と、前記薄膜トランジスタ層の一面上に形成された一つ以上の絶縁層とを提供する段階と、
前記一つ以上の絶縁層にビアホールを形成する段階と、
前記ビアホールを通じて、前記薄膜トランジスタ層のソース／ドレイン電極のうち一つと直接接触し、貫通部を備える反射層を形成する段階と、
前記貫通部を通じて前記ソース／ドレイン電極と直接接触するように前記反射層の上部に形成される第１電極層、電界発光部、及び第２電極層を備える一つ以上の画素よりなる画素層を形成する段階と、を含むことを特徴とする電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項５】
前記反射層の形成段階で、前記貫通部は、前記反射層の一部であって、前記ソース／ドレイン電極と直接接触する面積より大きい面積を有するように形成されることを特徴とする請求項４に記載の電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項６】
前記反射層の形成段階は、
前記反射層を形成する材料より全面形成する段階と、
前記全面形成された反射層の材料をパターン化する段階と、を備えるが、
前記パターン化段階は、エッチング法によってなされることを特徴とする請求項４に記載の電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項７】
前記薄膜トランジスタ層を提供する段階で、
前記薄膜トランジスタ層のソース／ドレイン電極は、Ａｌ、Ｍｏのうち少なくとも一つを含む材料より形成される一つ以上の層として提供されることを特徴とする請求項４に記載の電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項１】
基板の一面上に形成された薄膜トランジスタ層と、
前記薄膜トランジスタ層の一面上に形成された一つ以上の絶縁層と、
前記絶縁層の上部に配置され、第１電極層、第２電極層、及びこれら間に配置される電界発光部を含む画素層と、を備え、
前記画素層には、
前記第１電極層の下部に配置され、前記薄膜トランジスタ層のソース／ドレイン電極のうち一つと直接接触する反射層を備えるが、
前記反射層は、この反射層を通じて前記第１電極層と前記ソース／ドレイン電極との間に直接的な接触が発生する貫通部を備え、前記貫通部は前記絶縁層のビアホールより小さいサイズを有することを特徴とする電界発光ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記貫通部を通じる前記第１電極層及び前記ソース／ドレイン電極の接触面積は、前記反射層及び前記ソース／ドレイン電極の接触面積より大きいことを特徴とする請求項１に記載の電界発光ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記ソース／ドレイン電極は、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）のうち一つ以上の材料を備えることを特徴とする請求項１に記載の電界発光ディスプレイ装置。
【請求項４】
基板の一面上に形成された薄膜トランジスタ層と、前記薄膜トランジスタ層の一面上に形成された一つ以上の絶縁層とを提供する段階と、
前記一つ以上の絶縁層にビアホールを形成する段階と、
前記ビアホールを通じて、前記薄膜トランジスタ層のソース／ドレイン電極のうち一つと直接接触し、貫通部を備える反射層を形成する段階と、
前記貫通部を通じて前記ソース／ドレイン電極と直接接触するように前記反射層の上部に形成される第１電極層、電界発光部、及び第２電極層を備える一つ以上の画素よりなる画素層を形成する段階と、を含むことを特徴とする電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項５】
前記反射層の形成段階で、前記貫通部は、前記反射層の一部であって、前記ソース／ドレイン電極と直接接触する面積より大きい面積を有するように形成されることを特徴とする請求項４に記載の電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項６】
前記反射層の形成段階は、
前記反射層を形成する材料より全面形成する段階と、
前記全面形成された反射層の材料をパターン化する段階と、を備えるが、
前記パターン化段階は、エッチング法によってなされることを特徴とする請求項４に記載の電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項７】
前記薄膜トランジスタ層を提供する段階で、
前記薄膜トランジスタ層のソース／ドレイン電極は、Ａｌ、Ｍｏのうち少なくとも一つを含む材料より形成される一つ以上の層として提供されることを特徴とする請求項４に記載の電界発光ディスプレイ装置の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【公開番号】特開２００６−４９１２（Ｐ２００６−４９１２Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９６０４５（Ｐ２００５−９６０４５）
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【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５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【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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