DE10357472B4

DE10357472B4 - Organisches Doppeltafel-Elektrolumineszenzdisplay und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE10357472B4
Application number: DE10357472A
Authority: DE
Inventors: Sung-Joon Bae; Jae-Yong Park
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2023-12-10
Also published as: DE10357472A8; US7211944B2; GB2396245B; NL1025012C2; JP2004200167A; CN1509128A; JP4057517B2; TWI272872B; TW200410592A; DE10357472A1; US20050127825A1; NL1025012A1; CN100355084C; GB2396245A; GB0328911D0

Abstract

Organisches Elektrolumineszenzdisplay (ELD) mit:
– einem ersten und einem zweiten Substrat (110, 150), auf denen mehrere Unterpixel (SP) definiert sind;
– einer Arrayelementschicht (140), die auf dem ersten Substrat (110) hergestellt ist und mehrere Dünnschichttransistoren (T) aufweist, entsprechend jedem der Unterpixel (SP), wobei die Arrayelementschicht (140) eine erste und eine zweite Passivierungsschicht (124, 131) aufweist;
– einer auf der zweiten Passivierungsschicht (131) der Arrayelementschicht (140) hergestellten Verbindungselektrode (132), wobei die Verbindungselektrode (132) mit einem der Dünnschichttransistoren (T) über ein Kontaktloch (130) in der zweiten Passivierungsschicht (131) verbunden ist;
– einer ersten Elektrode (152), die auf einer Innenseite des zweiten Substrats (150) hergestellt ist;
– einer Isolierschicht (154), die innerhalb eines Grenzbereichs in jedem der Unterpixel auf der ersten Elektrode (152) des zweiten Substrats (150) hergestellt ist und einem Elektrodenseparator (156), der innerhalb des Grenzbereichs in jedem der Unterpixel auf der Isolierschicht (154) auf der ersten...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Flachtafeldisplay, und spezieller betrifft sie ein organisches Elektrolumineszenzdisplay (OELD) sowie ein Verfahren zur Herstellung eines OELD.
ERÖRTERUNG DER EINSCHLÄGIGEN TECHNIK
Flüssigkristalldisplays (LCDs) werden herkömmlicherweise wegen ihres geringen Gewichts und ihres niedrigen Energieverbrauchs bei Flachtafeldisplays verwendet. Jedoch sind Flüssigkristalldisplays keine Licht emittierenden Elemente sondern Licht empfangende Elemente, die zum Anzeigen von Bildern zusätzliche Lichtquellen benötigen. Demgemäß besteht hinsichtlich einer Verbesserung der Helligkeit, des Kontrastverhältnisses, des Betrachtungswinkels und einer Vergrößerung von Flüssigkristalldisplay-Tafeln eine technische Beschränkung. Demgemäß hat die Forschung neue Flachtafeldisplay-Elemente entwickelt, die die oben genannten Probleme überwinden können.
Organische Elektrolumineszenzdisplays (OELD) emittieren ihr eigenes Licht, und ihre Betrachtungswinkel und Kontrastverhältnisse sind im Vergleich zu denen von Flüssigkristalldisplays (LCDs) hervorragend. Außerdem benötigen OELDs keine, Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung mit der Funktion einer Lichtquelle, und OELDs sind leicht, haben kleine Abmessungen und zeigen einen niedrigen Energieverbrauch. Darüber hinaus können OELDs mit niedrigen Gleichspannungen (Gleichströmen) betrieben werden, und sie zeigen kurze Ansprechzeiten. Da OELDs ein festes Material anstelle eines fluiden Materials, wie eines Flüssigkristalls, verwenden, sind sie bei Stößen von außen stabiler, und sie zeigen größere Betriebstemperaturbereiche als Flüssigkristalldisplays (LCDs). Im Vergleich mit LCDs bestehen für OELDs relativ niedrige Herstellkosten. Z. B. benötigen OELDs eine Abscheidungs- und Einschließvorrichtung, wohingegen LCDs viele verschiedene Typen von Herstellvorrichtungen benötigen. Außerdem sind die Herstellprozesse zum Herstellen von OELDs viel einfacher als diejenigen zum Herstellen von LCDs.
OELDs können in solche vom Passivmatrix- und solche vom Aktivmatrix-Typ unterteilt werden. Bei OELDs vom Passivmatrix-Typ werden Pixel dadurch in einer Matrixkonfiguration gebildet, dass Scan- und Signalleitungen gekreuzt werden, wobei die Scanleitungen zum Ansteuern jedes Pixels sequenziell anzusteuern sind. Demgemäß hängt die erforderliche mittlere Leuchtstärke von der Gesamtanzahl der Scanleitungen ab. Jedoch wird bei OELDs vom Aktivmatrix-Typ in jedem Unterpixel ein Dünnschichttransistor (d. h. ein Schaltelement) zum Ein- und Ausschalten des Pixels hergestellt, wobei eine mit dem Dünnschichttransistor verbundene erste Elektrode durch das Pixel ein- und ausgeschaltet wird, und eine zweite Elektrode als gemeinsame Elektrode wirkt.
Darüber hinaus wird bei OELDs vom Aktivmatrix-Typ eine an das Pixel gelieferte Spannung in einem Speicherkondensator C_St gespeichert und aufrecht erhalten, bis ein Signal für das nächste Vollbild zugeführt wird. Demgemäß kann das Pixel das Signal unabhängig von der Anzahl der Scanleitungen bis zum nächsten Vollbild aufrecht erhalten. Da OELDs vom Aktivmatrix-Typ dieselbe Leuchtstärke bei weniger Gleichstrom (DC) erzielen können, sind sie aufgrund ihres niedrigen Energieverbrauchs, ihrer hohen Auflösung und ihrer großen Abmessungen von Vorteil.
Die 1 ist ein schematisches Schaltbild eines Pixels eines Aktivmatrix-OELD gemäß der einschlägigen Technik. In der 1 ist eine Scanleitung 2 entlang einer ersten Richtung ausgebildet, und Signalleitungen 4 und Spannungsversorgungsleitungen sind entlang einer zweiten Richtung rechtwinklig zur ersten Richtung ausgebildet. Die Signalleitung 4 und die Spannungsversorgungsleitung 6 sind voneinander beabstandet, und sie bilden durch Schneiden der Scanleitung 2 ein Unterpixel, wobei an einer Position nahe einer Schnitt stelle zwischen der Scanleitung 2 und der Signalleitung 4 ein Schalt-Dünnschichttransistor 8 (d. h. ein Adressierelement) ausgebildet ist, und ein Speicherkondensator (C_ST) 12 ist elektrisch mit dem Schalt-Dünnschichttransistor 8 und der Spannungsversorgungsleitung 6 verbunden. Mit dem Speicherkondensator (C_ST) 12 und der Spannungsversorgungsleitung 6 ist ein Treiber-Dünnschichttransistor 10 (d. h. ein Stromquellenelement) elektrisch verbunden, und mit diesem ist eine organische Elektrolumineszenzdiode 14 verbunden. Demgemäß rekombinieren, wenn dem organischen, Licht emittierenden Material des OELD Strom entlang einer positiven Richtung zugeführt wird, Elektronen und Löcher durch Durchlaufen eines pn-Übergangs zwischen einer Anodenelektrode zum Liefern von Löchern und einer Kathodenelektrode zum Liefern von Elektronen. Ein Elektron und ein Loch weisen in Kombination einen niedrigeren Energiezustand auf als dann, wenn sie nicht rekombiniert sondern voneinander getrennt sind. Demgemäß nutzt ein OELD die Energiezustände der rekombinierten Elektronen und Löcher zum Erzeugen von Licht. Außerdem können OELDs in solche vom nach oben emittierenden und solche vom nach unten emittierenden Typ, entsprechend der Lichtemissionsrichtung, eingeteilt werden.
Die 2 ist eine Schnittansicht eines nach unten emittierenden OELD gemäß der einschlägigen Technik. In der 2 verfügt ein Pixel P über Unterpixel SP für die Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B), wobei ein erstes und ein zweites Substrat 10 und 30 voneinander beabstandet sind und einander gegenüberstehen. Auf dem ersten oder zweiten Substrat 10 bzw. 30 ist ein Abdichtmuster 40 ausgebildet, um das erste und das zweite Substrat 10 und 30 zu befestigen und um zu verhindern, dass zwischen das erste und das zweite Substrat 10 und 30 eingefülltes Flüssigkristallmaterial ausleckt. Innerhalb jedes Unterpixels SP auf einem transparenten Substrat 1 des ersten Substrats 10 sind mehrere Dünnschicht transistoren T und mehrere erste, mit diesen verbundene Elektroden 12 ausgebildet. Auf dem Dünnschichttransistor T und der ersten Elektrode 12 ist eine mit dem Dünnschichttransistor T verbundene organische, Lichtemissionsschicht 14 ausgebildet, die über Abschnitte für Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B), entsprechend der ersten Elektrode 12, verfügt. Außerdem ist auf der organischen Lichtemissionsschicht 14 eine zweite Elektrode 16 ausgebildet, wobei die erste und die zweite Elektrode 12 und 16 dazu dienen, ein elektrisches Feld an die organische Lichtemissionsschicht 14 anzulegen, wobei die zweite Elektrode 16 durch das oben genannte Dichtungsmuster 40 vom zweiten Substrat 30 beabstandet ist. Obwohl es nicht dargestellt ist, ist auf der Innenseite des zweiten Substrats 30 ein Feuchtigkeit absorbierendes Trocknungsmittel ausgebildet, wobei ein halbtransparentes Klebeband dazu verwendet ist, es am zweiten Substrat 30 zu befestigen.
Wenn die erste Elektrode 12 als Anodenelektrode arbeitet und die zweite Elektrode 16 als Kathodenelektrode arbeitet, besteht die erste Elektrode 12 aus einem transparenten, leitenden Material, und die zweite Elektrode 16 besteht aus einem Material mit niedriger Arbeitsfunktion. Demgemäß verfügt die organische Lichtemissionsschicht 14 über eine sequenziell auflaminierte Struktur aus einer Löcherinjektionsschicht 14a, einer Löchertransportschicht 14b, einer Emissionsschicht 14c und einer Elektronentransportschicht 14d. Die Emissionsschicht 14c verfügt über eine Struktur, bei der Licht emittierende Materialien für die Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) sequenziell entsprechend jedem der Unterpixel SP angeordnet sind.
Die 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Unterpixelbereichs SP in der 2 gemäß der einschlägigen Technik. In der 3 verfügt der Unterpixelbereich SP (in der 2) über einen Lichtemissionsbereich, einen TFT-Bereich und einen Speicherkondensatorbereich. Im TFT-Bereich sind eine Halbleiterschicht 62, eine Gateelektrode 68 sowie eine Source- und eine Drainelektrode 80 und 82 sequenziell auf einem transparenten Substrat 1 ausgebildet, um dadurch einen Dünnschichttransistor T (in der 2) zu bilden. Mit der Sourceelektrode 80 und der Drainelektrode 82 sind eine sich ausgehend von einer Spannungsversorgungsleitung (nicht dargestellt) erstreckende Spannungselektrode 72 bzw. eine organische Elektrolumineszenzdiode E verbunden. Im Speicherkondensatorbereich ist unter der Spannungselektrode 72 unter Verwendung desselben Materials wie dem der Halbleiterschicht 62 eine Kondensatorelektrode 64 ausgebildet, und zwischen der Spannungselektrode 72 und der Kondensatorelektrode 64 ist eine Isolierschicht angeordnet, wobei die Kondensatorelektrode 64, die Isolierschicht und die Spannungselektrode 72 einen Speicherkondensator bilden. Im Lichtemissionsbereich verfügt die organische Elektrolumineszenzdiode E über eine erste und eine zweite Elektrode 12 und 16, zwischen die eine organische Lichtemissionsschicht 14 eingefügt ist.
Die 4 ist ein Flussdiagramm einer Herstellabfolge für ein OELD gemäß der einschlägigen Technik. In der 4 gehört es zu einem ersten Schritt ST1, Arrayelemente wie Scanleitungen, Signalleitungen, Spannungsleitungen, Schalt-Dünnschichttransistoren und Treiber-Dünnschichttransistoren, auf einem ersten Substrat herzustellen. Die Scanleitungen werden auf einem transparenten Substrat hergestellt, das sich entlang einer ersten Richtung erstreckt, und die Signal- und Spannungsleitungen werden auf dem transparenten Substrat hergestellt, das sich entlang einer zweiten Richtung, rechtwinklig zur ersten Richtung, erstreckt, wobei die Signal- und Spannungsleitungen die Scanleitungen schneiden und sie voneinander beabstandet sind. Außerdem ist jeder der Schalt-Dünnschichttransistoren nahe einer Schnittstelle zwischen den Scan- und den Signalleitungen ausgebildet, und jeder der Treiber-Dünnschichttransistoren ist nahe einer Schnittstelle zwischen den Scan- und den Spannungsleitungen ausgebildet.
Zu einem zweiten Schritt (ST2) gehört das Strukturieren einer ersten Elektrode, die eine erste Komponente einer organischen Elektrolumineszenzdiode ist und die mit dem Treiber-Dünnschichttransistor innerhalb eines jeweiligen Unterpixelbereichs verbunden ist.
Zu einem dritten Schritt (ST3) gehört das Herstellen einer organischen Lichtemissionsschicht, die eine zweite Komponente der organischen Elektrolumineszenzdiode bildet, auf der ersten Elektrode. Wenn die erste Elektrode als Anodenelektrode arbeitet, kann die organische Lichtemissionsschicht mit der Abfolge einer Löcherinjektionsschicht, einer Löchertransportschicht, einer Emissionsschicht und einer Elektronentransportschicht von der Oberseite der ersten Elektrode her ausgebildet werden.
Zu einem vierten Schritt (ST4) gehört das Herstellen einer zweiten Elektrode, die eine dritte Komponente der organischen Elektrolumineszenzdiode ist, auf der Lichtemissionsschicht, wobei die zweite Elektrode auf der gesamten Fläche des ersten Substrats hergestellt wird, um als gemeinsame Elektrode zu arbeiten.
Zu einem fünften Schritt (ST5) gehört das Einschließen des ersten Substrats durch ein zweites Substrat, um das erste Substrat vor Stößen durch außen zu schützen und die organische Lichtemissionsschicht vor einer Beschädigung durch das Eindringen von Außenluft zu schützen. Demgemäß wird auf einer Innenfläche des zweiten Substrats ferner ein absorbierendes Trocknungsmittel ausgebildet.
Nach unten emittierende OELDs werden dadurch fertiggestellt, dass das eingeschlossene Substrat, auf dem die Arrayelementschicht und die organische Elektrolumineszenzdiode ausgebildet sind, auf einem zusätzlichen einschließenden Substrat befestigt wird. Wenn die Arrayelementschicht und die organische Elektrolumineszenzdiode auf demselben Substrat ausgebildet sind, hängt die Tafelausbeute vom Produkt der Einzelausbeuten für die Arrayelementschicht und die organische Elektrolumineszenzdiode ab. Jedoch wird die Tafelausbeute stark durch die Ausbeute für die organische Elektrolumineszenzdiode beeinflusst. Demgemäß wird eine Tafel als unzureichende Tafel eingestuft, wenn eine fehlerhafte organische Elektrolumineszenzdiode erzeugt wird, wozu es im Allgemeinen durch die Herstellung von mit Fremdstoffen verunreinigten Dünnfilmen mit Dicken von 100 nm kommt. So gehen Herstellkosten und -materialien verloren, was die Tafelausbeute verringert.
Nach unten emittierende OELDs sind wegen ihrer hohen Bildstabilität und ihrer variablen Herstellbearbeitung von Vorteil. Jedoch sind nach unten emittierende OELDs wegen Einschränkungen betreffend erhöhte Öffnungsverhältnisse ungeschickt zur Realisierung in Bauteilen, die hohe Auflösung benötigen. Außerdem kann, da nach oben emittierende OELDs Licht nach oben durch das Substrat emittieren, das Licht ohne unzweckmäßige Beeinflussung durch den unter der Lichtemissionsschicht positionierten Dünnschichttransistor emittiert werden. Demgemäß kann das Design des Dünnschichttransistors vereinfacht werden. Außerdem kann das Öffnungsverhältnis erhöht werden, um dadurch die Betriebslebensdauer des OELD zu erhöhen. Da jedoch bei nach oben emittierenden OELDs im Allgemeinen eine Kathode über der organischen Lichtemissionsschicht ausgebildet ist, besteht eine Beschränkung hinsichtlich der Materialauswahl und der Lichttransmission, so dass die Lichttransmissionseffizienz verringert ist. Wenn eine Dünnfilm-Passivierungsschicht hergestellt wird, um eine Verringerung der Lichttransmission zu verhindern, ist es möglich, dass es dieser Dünnfilm-Passivierungsschicht nicht gelingt, das Eindringen von Aussenluft in das Bauteil zu verhindern.
EP 1 178 709 A1 beschreibt ein nach unten emittierendes organisches Elektrolumineszenzdisplay, wobei eine untere Elektrode und eine organische Lichtemissionsschicht nur im Bereich von Subpixeln auf Farbfiltern und glättenden Isolierschichten auf einem Substrat hergestellt sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist die Erfindung auf ein organisches Elektrolumineszenzdisplay (OELD) und ein Verfahren zum Herstellen eines organischen Elektrolumineszenzdisplays (OELD) gerichtet, die eines oder mehrere von Problemen aufgrund von Einschränkungen und Nachteilen in der einschlägigen Technik im Wesentlichen überwinden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein OELD mit verbesserter Elektrodenstruktur zu schaffen.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein OELD mit verbesserten Kontaktelektroden zu schaffen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines OELD mit verbesserter Elektrodenstruktur zu schaffen.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines OELD mit verbesserten Kontaktelektroden zu schaffen.
Die Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt, und sie gehen teilweise aus der Beschreibung hervor oder ergeben sich beim Ausüben der Erfindung. Die Aufgaben und andere Vorteile der Erfindung werden durch die Konstruktion realisiert und erzielt, wie sie in der schriftlichen Beschreibung und den zugehörigen Ansprüchen als auch den beigefügten Ansprüchen speziell dargelegt ist.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines organischen Elektrolumineszenzdisplays (ELD) unter anderem Folgendes: Herstellen einer Arrayelementschicht mit einer Anzahl von Dünnschichttransistoren auf einem ersten Substrat, auf dem eine erste Anzahl von Unterpixeln definiert ist; Herstellen einer mit dem Dünnschichttransistor verbundenen Verbindungselektrode auf der Arrayelementschicht; Herstellen einer ersten Elektrode auf einem zweiten Substrat, auf dem eine zweite Anzahl von Unterpixeln definiert ist, die der ersten Anzahl von Unterpixeln entspricht; Herstellen einer Isolierschicht und eines Elektrodenseparators innerhalb einer Grenze sowohl der ersten als auch der zweiten Anzahl von Unterpixeln; Herstellen einer organischen Lichtemissionsschicht und einer zweiten Elektrode innerhalb sowohl der ersten als auch der zweiten Anzahl von durch den Elektrodenseparator getrennten Unterpixeln; und Befestigen des ersten und des zweiten Substrats aneinander; wobei der Elektrodenseparator Folgendes aufweist: einen ersten Bereich mit einer Trapezform mit einer Breite, die allmählich von der Unterseite zur Oberseite zunimmt, einen zweiten Bereich mit asymmetrischer Form mit einer umgekehrt verjüngten Querseite und einer zweiten Querseite, die zur ersten Querseite hin geneigt ist, und einen dritten Bereich mit einer Anzahl vertiefter Abschnitte, die voneinander beabstandet sind, und der zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich angeordnet ist; und wobei die zweite Elektrode innerhalb eines Raums hergestellt wird, der dem zweiten Bereich entspricht, und sie die Verbindungselektrode kontaktiert.
Es ist zu beachten, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind und sie dazu vorgesehen sind, für eine weitere Erläuterung der beanspruchten Erfindung zu sorgen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die vorhanden sind, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und die in diese Beschreibung eingeschlossen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
1 ist ein schematisches Schaltbild eines Pixels eines Aktivmatrix-OELD gemäß der einschlägigen Technik;
2 ist eine Schnittansicht eines nach unten emittierenden OELD gemäß der einschlägigen Technik;
3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Unterpixelbereichs in der 2 gemäß der einschlägigen Technik;
4 ist ein Flussdiagramm zu einer Herstellabfolge für ein OELD gemäß der einschlägigen Technik;
5 ist eine Schnittansicht eines beispielhaften Doppeltafel-OELD gemäß der Erfindung;
6 ist eine Draufsicht eines beispielhaften Doppeltafel-OELD gemäß der Erfindung;
7A ist eine Schnittansicht entlang I-I in der 6 gemäß der Erfindung;
7B ist eine Schnittansicht entlang II-II in der 6 gemäß der Erfindung;
7C ist eine Schnittansicht entlang III-III in der 6 gemäß der Erfindung;
8 ist ein Flussdiagramm einer beispielhaften Herstellabfolge für eine organische Elektrolumineszenzdiode eines Doppeltafel-OELD gemäß der Erfindung;
9 ist eine Schnittansicht eines beispielhaften Arraysubstrats für ein Doppeltafel-OELD gemäß der Erfindung;
10 ist eine Schnittansicht eines anderen beispielhaften Arraysubstrats für ein Doppeltafel-OELD gemäß der Erfindung; und
11 ist ein Flussdiagramm einer anderen beispielhaften Herstellabfolge für ein Doppeltafel-OELD gemäß der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun wird detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind.
Die 5 ist eine Schnittansicht eines beispielhaften Doppeltafel-OELD gemäß der Erfindung. Der Kürze halber ist ein Teil des Doppeltafel-OELD nahe einem Treiber-Dünnschichttransistor dargestellt, und aus der Darstellung sind ein Speicherkondensator und ein Schalt-Dünnschichttransistor weggelassen. In der 5 können ein erstes und ein zweites Substrat 110 und 150 voneinander beabstandet sein und einander gegenüberstehen, wobei auf ihnen eine Vielzahl von Unterpixeln SPÜ ausgebildet sein kann. Auf dem ersten Substrat 110 kann eine Arrayelementschicht 140 mit einer Vielzahl von Dünnschichttransistoren TFT, die jeweils den Unterpixeln SP entsprechen, ausgebildet sein, und auf der Arrayelementschicht 140 kann eine mit dem Dünnschichttransistor T verbundene Verbindungselektrode 132 ausgebildet sein. Auf einer Innenfläche des zweiten Substrats 150 kann eine erste Elektrode 152 ausgebildet sein, und nahe einer Grenze jedes der Unterpixel SP können eine Isolierschicht 154 und ein Elektrodenseparator 156 ausgebildet sein. Innerhalb jedes der Unterpixel SP können im Raum zwischen den Elektrodenseparatoren 156 eine organische Lichtemissionsschicht 158 und eine zweite Elektrode 160 hergestellt werden, ohne dass dazu ein zusätzlicher Strukturierprozess verwendet wird. Die erste und die zweite Elektrode 152 und 160 sowie die Lichtemissionsschicht 158 bilden eine organische Elektrolumineszenzdiode E.
Obwohl es nicht dargestellt ist, kann der Elektrodenseparator 156 eine Rahmenstruktur aufweisen, die entlang Grenzen der Unterpixel SP ausgebildet ist, und er kann über einen ersten, einen zweiten und einen dritten Bereich verfügen. Der erste Bereich kann die zweite Elektrode innerhalb eines der Unterpixel SP von der zweiten Elektrode in einem benachbarten der Unterpixel SP trennen. Der zweite Bereich kann über einen Bereich verfügen, in dem die Verbindungselektrode 132 mit der zweiten Elektrode 160 verbunden ist. Der dritte Bereich, der zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich angeordnet ist, kann einen elektrischen Kurzschluss der zweiten Elektroden in benachbarten Unterpixeln SP verhindern. Der Elektrodenseparator 156 kann dem zweiten Bereich entsprechen, und die Verbindungselektrode 132 kann elektrisch mit einer Unterseite der zweiten Elektrode 160 verbunden sein, die innerhalb jedes der Unterpixel SP ausgebildet ist.
Das erste und das zweite Substrat 110 und 150 können durch ein Dichtungsmuster 170, das auf dem ersten oder zweiten Substrat 110 bzw. 150 ausgebildet ist, aneinander befestigt sein. In einen Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat 110 und 150, die aneinander befestigt sind, kann ein Inertgas oder eine Flüssigkeit injiziert sein, um es zu verhindern, dass eine Laminatstruktur des OELD Feuchtigkeit und Umgebungsluft ausgesetzt wird. Entlang der gesamten Fläche des ersten Substrats 110 kann eine Pufferschicht 112 ausgebildet sein, und auf dieser kann eine Halbleiterschicht 114 mit einem aktiven Bereich I, einem Sourcebereich II und einem Drainbereich III innerhalb jedes der Unterpixel SP aus gebildet sein. Der Source- und der Drainbereich II und III können zu beiden Seiten des aktiven Bereichs I angeordneten sein, und auf dem aktiven Bereich I können sequenziell eine Gateisolierschicht 116 und eine Gateelektrode 118 ausgebildet sein.
Auf der gesamten Oberfläche des ersten Substrat 110, auf der die Gateisolierschicht 116 und die Gateelektrode 118 ausgebildet sein können, können eine erste Passivierungsschicht 124 mit ersten und zweiten Kontaktlöchern 120 und 122 zum Freilegen von Abschnitten des Source- bzw. des Drainbereichs II und III ausgebildet sein. Auf der ersten Passivierungsschicht 124 können Source- und Drainelektroden 126 und 128 ausgebildet sein, und sie können über die ersten bzw. zweiten Kontaktlöcher 120 und 122 mit den Source- bzw. Drainbereichen II und III verbunden sein. Außerdem kann auf der gesamten Fläche des ersten Substrats 110, auf der die Source- und Drainelektroden 126 und 128 ausgebildet sein können, eine zweite Passivierungsschicht 131 mit einem dritten Kontaktloch 130 zum Freilegen eines Abschnitts der Drainelektrode 128 ausgebildet sein. Auf der zweiten Passivierungsschicht 132 kann eine Verbindungselektrode 132 ausgebildet sein, und sie kann über das dritte Kontaktloch 130 elektrisch mit der Drainelektrode 128 verbunden sein. Die Verbindungselektrode 132 kann mit einer Unterseite der zweiten Elektrode 160, die unter dem Elektrodenseparator 156 ausgebildet ist, in Kontakt stehen, wodurch ein Strom von der Drainelektrode 128 zur zweiten Elektrode 160 fließen kann. Die Halbleiterschicht 114, die Gateelektrode 118 sowie die Source- und die Drainelektrode 126 und 128 bilden einen Treiber-Dünnschichttransistor T. Obwohl es nicht dargestellt ist, können ferner in jedem der Unterpixel SP ein mit dem Treiber-Dünnschichttransistor T verbundener Speicherkondensator und ein mit der Gateelektrode 118 desselben verbundener Schalt-Dünnschichttransistor ausgebildet sein.
Die 6 ist eine Draufsicht eines beispielhaften Doppeltafel-OELD gemäß der Erfindung. In der 6 kann ein Elektrodenseparator 210 entlang Grenzen der Unterpixel SP für die Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) ausgebildet sein, und durch den Elektrodenseparator 210 kann innerhalb jedes der Unterpixel SP eine zweite Elektrode 212 gesondert ausgebildet sein. Der Elektrodenseparator 210 kann über einen ersten Bereich IV, einen zweiten Bereich V und einen dritten Bereich VI verfügen. Der erste Bereich IV kann so wirken, dass er die zweite Elektrode 212 für jedes der Unterpixel SP abtrennt. Der zweite Bereich V kann so wirken, dass er die Verbindungselektrode (nicht dargestellt) direkt mit der zweiten Elektrode 212 unter dem Elektrodenseparator 210 verbindet. Der dritte Bereich VI kann zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich IV und V angeordnet sein, und er kann so wirken, dass er einen elektrischen Kurzschluss der zweiten Elektroden 212 zwischen dem ersten Bereich IV und dem zweiten Bereich V verhindert. Der Elektrodenseparator 210 mit dem ersten, zweiten und dritten Bereich IV, V und VI kann einstückig ausgebildet sein, wie es in der 6 dargestellt ist, jedoch kann vom ersten, zweiten und dritten Bereich IV, V und VI jeder über eine andere Musterstruktur verfügen.
Die 7A ist eine Schnittansicht entlang I-I in der 6 gemäß der Erfindung, die 7B ist eine Schnittansicht entlang II-II in der 6 gemäß der Erfindung und die 7C ist eine Schnittansicht entlang III-III in der 6 gemäß der Erfindung. Die 7A, 7B und 7C entsprechen dem ersten, zweiten und dritten Bereich IV, V und VI in der 6. In der 7A kann eine erste Elektrode 252 auf einem Substrat 250 ausgebildet sein, auf dem mehrere Unterpixel SP definiert sein können. Eine Isolierschicht 254 und ein Elektrodenseparator 256 können sequenziell auf der ersten Elek trode 252 innerhalb eines Raums ausgebildet sein, der einem Grenzbereich benachbarter Unterpixel SP entspricht. Innerhalb jedes der Unterpixel SP können mittels des Elektrodenseparators 256 eine organische Lichtemissionsschicht 258 und eine zweite Elektrode 260 ausgebildet sein.
Gemäß der 7A kann eine Musterstruktur des Elektrodenseparators 256, entsprechend dem ersten Bereich IV, und des Elektrodenseparators entsprechend dem ersten Bereich IV ein Trapezmuster aufweisen, dessen Breite ausgehend von der Unterseite zur Oberseite des Elektrodenseparators 256 zunimmt. Die organische Lichtemissionsschicht 258 und die zweite Elektrode 260 können sequenziell innerhalb der Unterpixel SP zu beiden Seiten des Elektrodenseparators 256 ausgebildet sein und durch diesen getrennt sein. Demgemäß kann, wenn ein organisches Lichtemissionsmaterial 257 und ein Material 259 für die zweite Elektrode sequenziell auf dem Substrat 250 hergestellt werden, auf dem der zweite Elektrodenseparator 256 hergestellt werden kann, der Elektrodenseparator 256 als Maske wirken, um zu verhindern, dass Reste des organischen Lichtemissionsmaterials 257 und des Materials 259 für die zweite Elektrode in Kontakt mit der organischen Lichtemissionsschicht 258 und der zweiten Elektrode 260 stehen. So können das organische Lichtemissionsmaterial 257 und das Material 259 für die zweite Elektrode auf der Oberseite des Elektrodenseparator 256 verbleiben.
Gemäß der 7B kann der Elektrodenseparator 256 über eine asymmetrische Struktur in Bezug auf die Mittellinie der Isolierschicht 254 unter ihm verfügen. Die zweite Elektrode 260 kann direkt mit der Verbindungselektrode (nicht dargestellt) innerhalb eines Elektrodenseparator-Ausbildungsbereichs in Kontakt stehen. Demgemäß sind, da nämlich eine erste Seite des Elektrodenseparators 256 eine verjüngte Struktur aufweisen kann, die der des Elektrodenseparators 256 (in der 7A) ähnlich sein kann, und eine zweite Seite des Elektrodenseparators 256, als entgegengesetzte Seiten des Elektrodenseparators 256, eine verjüngte Form aufweisen kann, die organische Lichtemissionsschicht 258 und die zweite Elektrode 260 auf der linken Seite des Elektrodenseparator 256 elektrisch von der organischen Lichtemissionsschicht 258 und der zweiten Elektrode 260 in einem benachbarten der Unterpixel SP auf der rechten Seite des Elektrodenseparator 256 getrennt. Außerdem sind die organische Lichtemissionsschicht 258 und die zweite Elektrode 260 entlang einer verjüngten Querseite und entlang der Oberseite des Elektrodenseparators 256 ausgebildet. Ferner kann der Elektrodenseparator 256 innerhalb eines Nicht-Lichtemissionsbereichs ausgebildet sein, und die zweite Elektrode 260 kann auf der Oberseite des Elektrodenseparators 256 ausgebildet sein und in direktem Kontakt mit der Verbindungselektrode (nicht dargestellt) stehen. So kann die Verbindungselektrode (nicht dargestellt) direkt mit der zweiten Elektrode 260 verbunden werden, ohne dass zwischen ihr und der zweiten Elektrode 260 ein zusätzliches Verbindungsmuster herzustellen wäre, und zwar da der Elektrodenseparator 256 innerhalb des Nicht-Lichtemissionsbereichs ausgebildet ist.
Gemäß der 7C kann der Elektrodenseparator 256 über mehrere vertiefte Abschnitte 262 verfügen, die voneinander beabstandet sind. Demgemäß können das organische Lichtemissionsmaterial 257 und das Material 259 für die zweite Elektrode sequenziell auf dem Elektrodenseparator 256 und Bodenabschnitten der vertieften Abschnitte 262 innerhalb des dritten Bereichs VI ausgebildet werden. Das organische Lichtemissionsmaterial 257 und das Material 259 für die zweite Elektrode, die auf dem Elektrodenseparator 256 innerhalb des zweiten Bereichs V hergestellt werden, können als organische Lichtemissionsschicht 258 bzw. zweite Elektrode 260 fungieren. Außerdem kann der vertiefte Abschnitt 262 so ausgebildet sein, dass er über eine solche Tiefe verfügt, dass die Isolierschicht 252 nicht übersteht, und er kann unter Verwendung von Fotolithografieprozessen, wie Beugungsbelichtungsprozessen, strukturiert werden.
Die 8 ist ein Flussdiagramm einer beispielhaften Herstellabfolge für eine organische Elektrolumineszenzdiode eines Doppeltafel-OELD gemäß der Erfindung. Gemäß der 8 kann es zu einem Schritt ST1 gehören, eine erste Elektrode auf einem Substrat herzustellen, woraufhin eine Vielzahl von Unterpixeln definiert werden kann. Die erste Elektrode kann aus einem transparenten, leitenden Material, wie Indiumzinnoxid (ITO), hergestellt werden.
Zu einem zweiten Schritt ST2 kann es gehören, eine Isolierschicht und einen Elektrodenseparator auf der ersten Elektrode innerhalb eines Grenzbereichs zwischen einem ersten der Unterpixel und einem benachbarten derselben herzustellen. Die Isolierschicht kann Kontakteigenschaften zwischen der ersten Elektrode und dem Elektrodenseparator verbessern, und sie kann isolierende Materialien, wie Silicium, enthalten. Z. B. kann die Isolierschicht aus anorganischen, isolierenden Materialien bestehen, wie aus Siliciumnitrid (SiNx) und Siliciumoxid (SiO₂).
Der Elektrodenseparator kann über einen ersten, einen zweiten und einen dritten Bereich verfügen, wobei der dem ersten Bereich entsprechende Elektrodenseparator über eine umgekehrt verjüngte Struktur verfügen kann, um die organische Lichtemissionsschicht und die zweite Elektrode innerhalb jedes der Unterpixel getrennt auszubilden. Der dem zweiten Bereich entsprechende Elektrodenseparator kann über eine Struktur mit asymmetrischer Form verfügen, um dafür zu sorgen, dass die Verbindungselektrode in einem Elektrodenseparator-Ausbildungsbereich direkt mit der zweiten Elektrode in Kontakt steht. Der dem dritten Bereich entsprechende Elektrodenseparator kann über eine Anzahl vertiefter Abschnitte verfügen, um einen elektrischen Kurzschluss zwischen dem zweiten Elektroden innerhalb des ersten und des zweiten Bereichs zu verhindern.
Der Elektrodenseparator kann unter Verwendung von Lithografieprozessen unter Verwendung von Belichtungsentwicklungsprozessen eines Fotoresistmaterials strukturiert werden. Der dem dritten Bereich entsprechende Elektrodenseparator mit einer Anzahl vertiefter Abschnitte kann unter Verwendung eines Beugungsbelichtungsverfahrens hergestellt werden, bei dem nur gewünschte Abschnitte während des Belichtungsprozesses des Fotolithografieprozesses selektiv Licht ausgesetzt werden. Genauer gesagt, kann, wenn ein Positiv-Fotoresistmaterial, bei dem Licht ausgesetzte Abschnitte nach dem Entwicklungsprozess entfernt werden, zum Herstellen des Elektrodenseparators verwendet wird, kann der dem dritten Bereich entsprechende Elektrodenseparator dadurch hergestellt werden, dass eine Maske mit einem den vertieften Abschnitten entsprechenden Schlitzmuster über dem Fotoresist angeordnet wird und dann das Fotoresistmaterial Licht ausgesetzt wird. Das den vertieften Abschnitten entsprechende Schlitzmuster kann die Lichtintensität innerhalb Bereichen verringern, die den vertieften Abschnitten des Elektrodenseparators entsprechen.
Der dem zweiten Bereich entsprechende Elektrodenseparator kann über eine Struktur mit asymmetrischer Form in Bezug auf seine Mittellinie verfügen. D. h., dass eine erste Querseite des Elektrodenseparators eine umgekehrt verjüngte Struktur aufweisen kann, so dass die der umgekehrten verjüngten Seite entsprechende zweite Elektrode nahe der umgekehrt verjüngten Seite des Elektrodenseparators abgetrennt werden kann. Eine zweite Querseite des Elektrodenseparators kann über eine Schräge verfügen, so dass die der schrägen Seite entsprechende zweite Elektrode innerhalb des Unterpixels kontinuierlich ausgebildet wird und auf der schrägen Seite und der Oberfläche des Elektrodenseparators angeordnet wird. Demgemäß kann eine Verbindungselektrode durch direktes Kontaktieren der zweiten Elektrode elektrisch mit dieser verbunden werden.
Die verjüngte Seitenstruktur des Elektrodenseparators kann dadurch hergestellt werden, dass die Breite eines Lichttransmissionsabschnitts und ein Intervall zwischen den in der Maske ausgebildeten Lichttransmissionsabschnitten, wie sie während der Fotolithografieprozesse verwendet werden, kontrolliert werden. Wenn z. B. zum Herstellen des Elektrodenseparators ein Positiv-Fotoresistmaterial verwendet wird, kann ein Elektrodenseparator mit schräger Querseite dadurch hergestellt werden, dass die Breite des Lichttransmissionsabschnitts und das Intervall zwischen den Lichttransmissionsabschnitten von einem mittleren Abschnitt zu einem Seitenabschnitt des Elektrodenseparators allmählich verengt werden.
Zu einem dritten Schritt (ST3) kann das sequenzielle Herstellen eines Materials für die organische Lichtemissionsschicht und eines Materials für die zweite Elektrode auf dem Substrat gehören, woraufhin der Elektrodenseparator ausgebildet werden kann, um dadurch innerhalb jedes der Unterpixel eine organische Lichtemissionsschicht und eine zweite Elektrode auszubilden. Die organische Lichtemissionsschicht und die zweite Elektrode können aufgrund des innerhalb eines Grenzbereichs zwischen benachbarten Unterpixeln hergestellten Elektrodenseparators in jedem Unterpixel getrennt hergestellt werden. Die organische Lichtemissionsschicht und die zweite Elektrode, die dem zweiten Bereich des Elektrodenseparators entsprechen, können ferner entlang der schrägen Querseite und auf der Oberseite des Elektrodenseparators mit einer Struktur mit asymmetrischer Form hergestellt werden, so dass die Verbindungselektrode direkt die zweite Elektrode kontaktieren kann. Während Abschnitte des Materials für die organischen Lichtemissionsschicht und des Materials für die zweite Elektrode auf der Oberseite der Elektrodenseparatoren, die dem ersten und dem dritten Bereich entsprechen, nicht als organische Lichtemissionsschicht bzw. zweite Elektrode wirken muss, können das Material für die organische Lichtemissionsschicht und das Material für die zweite Elektrode auf der Elektrodenseparator, entsprechend dem zweiten Bereich, als organische Lichtemissionsschicht und als zweite Elektrode fungieren. Wenn die erste Elektrode eine Anodenelektrode ist und die zweite Elektrode eine Kathodenelektrode ist, kann die organische Lichtemissionsschicht eine Laminatstruktur mit einer Abfolge einer Löcherinjektionsschicht, einer Löchertransportschicht, einer Emissionsschicht und einer Elektronentransportschicht aufweisen.
Die 9 ist eine Schnittansicht eines beispielhaften Arraysubstrats für ein Doppeltafel-OELD gemäß der Erfindung. Gemäß der 9 können eine Gateelektrode 312 und ein erstes Muster 314, das von der Gateelektrode 312 beabstandet sein kann, unter Verwendung eines ersten Metallmaterials auf einem Substrat 310 hergestellt werden. Entlang der gesamten Fläche des Substrats 310, auf der die Gateelektrode 312 und das erste Muster 314 hergestellt werden können, kann eine Gateisolierschicht 316 hergestellt werden. Ein erstes Halbleitermuster 318 kann die Gateelektrode 312 bedecken, und ein zweites Halbleitermuster 320 kann das erste Muster 314 bedecken, wozu ein erstes und ein zweites Halbleitermaterial verwendet werden. Z. B. kann das erste Halbleitermuster 318 eine Laminatstruktur aus einer aktiven Schicht 318a und einer ohmschen Kontaktschicht 318b aufweisen, und das zweite Halbleitermuster 320 kann eine Laminatstruktur aus einer ersten und einer zweiten Schicht 320a und 320b aufweisen. Die aktive Schicht 318a und die erste Schicht 320a können aus amorphem Silicium bestehen, und die ohmsche Kontaktschicht 318b und die zweite Schicht 320b können aus fremdstoff-dotiertem, amorphem Silicium bestehen. Die Source- und die Drainelektrode 322 und 324 können voneinander beabstandet sein, und sie können auf der ohmschen Kontaktschicht 318b hergestellt sein. Außerdem wird auf dem zweiten Halbleitermuster 320 ein drittes Muster 326 hergestellt, wobei die Source- und die Drainelektrode 322 und 324 und das dritte Muster 326 aus demselben leitenden Materialien hergestellt werden können. Demgemäß bilden die Gateelektrode 312, das erste Halbleitermuster 318 sowie die Source- und die Drainelektrode 322 und 324 einen Dünnschichttransistor T.
Gemäß der 9 kann entlang der gesamten Fläche des Substrats 310, auf der die Source- und die Drainelektrode 322 und 324 und das dritte Muster 326 hergestellt werden können, eine Zwischenschicht 330 mit einem ersten Kontaktloch 328 zum Freilegen eines Abschnitts der Sourceelektrode 322 hergestellt werden. Auf der Zwischenschicht 330 kann eine Spannungsversorgungsleitung 332 hergestellt werden, die durch das erste Kontaktloch 328 hindurch mit einem Abschnitt der Sourceelektrode 322 in Kontakt steht, und auf der Zwischenschicht 330 kann in einem dem dritten Muster 326 entsprechenden Raum unter Verwendung derselben Materialien wie für die Spannungsversorgungsleitung 332 ein viertes Muster 336 hergestellt werden. Entlang der gesamten Fläche des Substrats 310, auf der die Spannungsversorgungsleitung 332 und das vierte Muster 336 hergestellt werden können, kann eine Passivierungsschicht 340 mit einem Drainkontaktloch 338 zum Freilegen eines Abschnitts der Drainelektrode 324 hergestellt werden. Auf der Passivierungsschicht 340 kann eine Verbindungselektrode 342 hergestellt werden, die durch das Drainkontaktloch 338 hindurch mit einem Abschnitt der Drain elektrode 324 in Kontakt steht. Obwohl es nicht dargestellt ist, kann die Spannungsversorgungsleitung 332 dazu dienen, ein Signal zur Spannungsversorgung an den Dünnschichttransistor T zu liefern.
Gemäß der 9 kann eine Verbindungselektrode 342 ferner so hergestellt werden, dass sie das vierte Muster 336 bedeckt. Ein Gebiet auf dem Substrat 310, in dem das erste, zweite, dritte und vierte Muster 314, 320, 326 und 336 und die Verbindungselektrode 342 überlappen, kann einen vorstehenden Bereich VII bilden. Eine erste Höhe H1 des vorstehenden Bereichs VII kann größer als eine zweite Höhe H2 eines Dünnschichttransistorbereichs TR sein.
Demgemäß kann eine zweite Elektrode 160 (in der 5) die unter dem Elektrodenseparator 156 (in der 5) hergestellt werden kann, direkt mit der Verbindungselektrode 342 in Kontakt stehen. Außerdem kann die zweite Elektrode 160 (in der 5) innerhalb eines Raums, der dem vorstehenden Bereich VII entspricht, mit der Verbindungselektrode 342 verbunden sein. Demgemäß kann, wenn die erste Höhe H1 des vorstehenden Bereichs VII mit einer Laminatstruktur mit dem ersten, zweiten, dritten und vierten Muster 314, 320, 326 und 336 und der Verbindungselektrode 342 kleiner als die zweite Höhe H2 des Dünnschichttransistorbereichs TR ist, der Elektrodenseparator 156 (in der 5) mit einer bestimmten Höhe unter Umständen nicht mit der Verbindungselektrode 342, wegen eines Abstands zwischen dieser und einem oberen Substrat (nicht dargestellt) in Kontakt gelangen. Außerdem besteht eine Grenze beim Herstellen des Elektrodenseparators 156 (in der 5) dahingehend, dass er eine bestimmte Höhe aufweist. Wenn es dem Elektrodenseparator 156 (in der 5) nicht gelingt, korrekt mit der Verbindungselektrode 342 in Kontakt zu treten, kann dies zu schlechten elektrischen Verbindungseigenschaften zwischen einem Unterpixel und einem benachbarten Unterpixel führen, was zu einem fehlerhaften Arrayelement führt.
Um die oben genannten Probleme zu überwinden, kann die erste Höhe H1 der dem vorstehenden Bereich VII entsprechenden laminierten Struktur höher als der zweite Bereich H2 der dem Dünnschichttransistorbereich TR entsprechenden Laminatstruktur hergestellt werden. Das erste, zweite, dritte und vierte Muster 314, 320, 326 und 336 müssen nicht elektrisch mit irgendeiner Komponente der Arrayelemente verbunden werden, und sie können gleichzeitig mit der Gateelektrode 312, der Halbleiterschicht 318, der Source- und der Drainelektrode 322 und 324 sowie der Spannungsversorgungsleitung, ohne irgendwelche zusätzlichen Herstellprozesse hergestellt werden.
Gemäß der 5 kann der Dünnschichttransistor T ein Treiber-Dünnschichttransistor sein, der mit der organischen Elektrolumineszenzdiode E verbunden ist. Obwohl in der 5 ein Dünnschichttransistor T mit umgekehrter Schichtgatestruktur dargestellt ist, kann die Erfindung bei anderen OELDs mit verschiedenen Typen von Dünnschichttransistoren angewandt werden, z. B. einem Dünnschichttransistor mit einer Struktur mit obenliegendem Gate.
Die 10 ist eine Schnittansicht eines anderen beispielhaften Arraysubstrats für ein Doppeltafel-OELD gemäß der Erfindung. Gemäß der 10 kann ein OELD über einen Dünnschichttransistorbereich TR verfügen, der einen Dünnschichttransistor T und einen vorstehenden Bereich VIII aufweisen kann, der über ein zusätzliches vorstehendes Muster 442 verfügen kann, das ausgebildet wurde, um die Höhe einer dem vorstehenden Bereich VII entsprechenden Laminatstruktur zu erhöhen. Während innerhalb des vorstehenden Bereichs VII (in der 9) viele laminierte Schichten wie das erste, zweite, dritte und vierte Muster 314, 320, 326 und 336 (in der 9) hergestellt werden können, um die erste Höhe H1 der dem vorstehenden Bereich VII entsprechenden Laminatstruktur zu erhöhen, kann das zusätzliche vorstehende Muster 442 hergestellt werden, um eine erste Höhe H11 einer dem vorstehenden Bereich VIII entsprechenden Laminatstruktur zu erhöhen.
In der 10 kann der Dünnschichttransistor T über eine Gateelektrode 412, eine Halbleiterschicht 418 sowie eine Source- und eine Drainelektrode 422 und 424 verfügen, die auf einem Substrat 410 hergestellt sind. Entlang der gesamten Fläche des Substrats 410, auf der die Source- und die Drainelektrode 422 und 424 hergestellt werden können, kann eine Zwischenschicht 430 mit einem ersten Kontaktloch 428 zum Freilegen eines Abschnitts der Sourceelektrode 422 hergestellt werden. Auf der Zwischenschicht 430 kann eine Spannungsversorgungsleitung 432 hergestellt werden, die durch das erste Kontaktloch 428 hindurch mit der Sourceelektrode 422 verbunden ist. Entlang der gesamten Fläche des Substrats 410, auf der die Spannungsversorgungsleitung 432 hergestellt werden kann, kann eine Passivierungsschicht 440 mit einem Drainkontaktloch 438 zum Freilegen eines Abschnitts der Drainelektrode 424 hergestellt werden. Auf der Passivierungsschicht 440 kann innerhalb eines dem vorstehenden Bereich VIII entsprechenden Raums ein vorstehendes Muster 442 hergestellt werden, das vom Dünnschichttransistor T beabstandet ist. Auf dem vorstehenden Muster 442 und einem Teil der Passivierungsschicht 440 kann eine Verbindungselektrode 444 hergestellt werden, die durch das Drainkontaktloch 438 hindurch mit der Drainelektrode 424 verbunden ist.
Das dem vorstehenden Bereich VIII entsprechende vorstehende Muster 442 und eine erste Höhe H11 einer dem vorstehenden Bereich VIII entsprechenden Laminatstruktur können höher als eine zweite Höhe H22 einer dem Dünnschichttransistorbereich TR entsprechenden Laminatstruktur sein. Das vorstehende Mus ter 442 kann aus einem isolierenden Material, wie einem organischen isolierenden Material, hergestellt werden, um das vorstehende Muster 442 mit relativ großer Dicke herzustellen.
Die 11 ist ein Flussdiagramm einer anderen beispielhaften Herstellabfolge für ein Doppeltafel-OELD gemäß der Erfindung. Zu einem ersten Schritt ST1 kann es gehören, eine organische Elektrolumineszenzdiode mit mehreren Elektrodenseparatoren mit ersten, zweiten und dritten Bereichen auf einem zweiten Substrat herzustellen. Z. B. kann der erste Schritt ST1 die folgenden Schritte beinhalten: Definieren einer Anzahl von Unterpixeln auf dem ersten und dem zweiten Substrat, Herstellen einer ersten Elektrode auf dem zweiten Substrat, Herstellen einer Isolierschicht und eines Elektrodenseparators auf der ersten Elektrode in einer Grenze eines Unterpixels, und Herstellen einer organischen Lichtemissionsschicht und einer zweiten Elektrode in jedem Pixel.
Der Elektrodenseparator kann über einen ersten, einen zweiten und einen dritten Bereich verfügen. Der erste Bereich des Elektrodenseparators kann über eine Trapezform verfügen, deren entgegengesetzte Querseiten umgekehrt verjüngte Flächen aufweisen. Der zweite Bereich des Elektrodenseparators kann eine asymmetrische Form aufweisen, deren erste Querseite umgekehrt verjüngt ist und deren zweite Querseite geneigt ist. Der zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich angeordnete dritte Bereich kann über mehrere vertiefte Abschnitte verfügen. Der Elektrodenseparator mit einem ersten, zweiten und dritten Bereich kann durch eine Beugungsbelichtungsverfahren strukturiert werden, bei dem die Lichtintensität selektiv durch eine Maske entsprechend der Breite eines Lichttransmissionsabschnitts und eines Intervalls zwischen Lichttransmissionsabschnitten kontrolliert wird.
Zu einem zweiten Schritt ST2 gehört das Herstellen eines Dünnschichttransistors innerhalb eines Dünnschichttransistorbereichs sowie das Herstellen einer Laminatstruktur mit einer Höhe über der des Dünnschichttransistorbereichs innerhalb eines vorstehenden Bereichs. Z. B. können während der Herstellung des Dünnschichttransistors innerhalb des Dünnschichttransistorbereichs eine Gateelektrode, eine Halbleiterschicht, eine Sourceelektrode, eine Drainelektrode und eine Spannungsversorgungsleitung hergestellt werden. Die Laminatstruktur des vorstehenden Bereichs kann eine Höhe über der der Laminatstruktur des Dünnschichttransistorbereichs aufweisen und ein Gebiet zum Kontaktieren des zweiten Bereichs des Elektrodenseparators und eine Verbindungselektrode bereitstellen. Die Höhe der Laminatstruktur des vorstehenden Bereichs kann dadurch erhöht werden, dass innerhalb des vorstehenden Bereichs gleichzeitig mit der Herstellung der Gateelektrode, der Halbleiterschicht, der Sourceelektrode, der Drainelektrode und der Spannungsversorgungsleitung ein erstes, zweites, drittes bzw. viertes Muster hergestellt werden. Alternativ kann die Höhe der Laminatstruktur des vorstehenden Bereichs dadurch erhöht werden, dass ein zusätzliches vorstehendes Muster erzeugt wird, nachdem eine Passivierungsschicht auf dem Dünnschichttransistor hergestellt wurde. Das vorstehende Muster kann aus einem organischen Isoliermaterial hergestellt werden.
Zu einem dritten Schritt (ST3) kann es gehören, das erste und das zweite Substrat aneinander zu befestigen. Demgemäß kann eine Arrayelementschicht auf dem ersten Substrat dadurch elektrisch mit einer organischen Elektrolumineszenzdiode auf dem zweiten Substrat verbunden werden, dass ein Abschnitt der zweiten Elektrode, der innerhalb des zweiten Bereichs des Elektrodenseparators ausgebildet ist, mit der auf dem vorstehenden Bereich ausgebildeten Verbindungselektrode in Kontakt gebracht wird.
Gemäß der Erfindung zeigt ein OELD die folgenden Vorteile. Erstens können, da die Arrayelementschicht und die organische Elektrolumineszenzdiode auf verschiedenen Substraten hergestellt werden können, die Herstellausbeute, die Herstellverwaltungseffizienz und der Lebensdauer des Bauteils verbessert werden. Zweitens kann, da das Doppeltafel-OELD als OELD vom nach oben emittierenden Typ wirken kann, das Design des Dünnschichttransistors vereinfacht werden, und es können ein hohes Öffnungsverhältnis und eine hohe Auflösung erzielt werden. Drittens sind unter Umständen keine zusätzlichen Verbindungsmuster zum Verbinden der Verbindungselektrode mit der zweiten Elektrode erforderlich, da die Verbindungselektrode direkt die auf dem Elektrodenseparator hergestellte zweite Elektrode kontaktieren kann. Viertens kann eine Beschädigung des Lichtemissionsbereichs vermieden werden, da die Verbindungselektrode im Elektrodenseparator-Ausbildungsbereich innerhalb des Nicht-Lichtemissionsbereichs mit der zweiten Elektrode verbunden werden kann. Fünftens kann die Höhe der Laminatstruktur innerhalb des Dünnschichttransistorbereichs erhöht werden, da Laminatstrukturen innerhalb des vorstehenden Bereichs mit dem ersten, zweiten, dritten und vierten Muster gleichzeitig mit der Gateelektrode, der Halbleiterschicht, der Source- und der Drainelektrode bzw. der Spannungsversorgungsleitung hergestellt werden können. Demgemäß können elektrische Verbindungseigenschaften zwischen der Verbindungselektrode und der zweiten Elektrode sowie zwischen den Arrayelementen innerhalb eines Unterpixels und dem Arrayelement in einem benachbarten Unterpixel verbessert werden, um dadurch die Herstellausbeute zu erhöhen. Sechstens können, da die Höhe des vorstehenden Bereichs dadurch vergrößert werden kann, dass ein vorstehendes Muster auf der Passivierungsschicht innerhalb eines dem vorstehenden Bereich entsprechenden Raums hergestellt wird, anstatt das Laminatmuster innerhalb des vorstehenden Bereichs herge stellt werden, Kontakteigenschaften zwischen der Verbindungselektrode und der zweiten Elektrode sowie zwischen den Arrayelementen in einem Unterpixel und dem Arrayelement in einem benachbarten Unterpixel verbessert werden, um dadurch die Herstellausbeute zu erhöhen.

Claims

Organisches Elektrolumineszenzdisplay (ELD) mit: – einem ersten und einem zweiten Substrat (110, 150), auf denen mehrere Unterpixel (SP) definiert sind; – einer Arrayelementschicht (140), die auf dem ersten Substrat (110) hergestellt ist und mehrere Dünnschichttransistoren (T) aufweist, entsprechend jedem der Unterpixel (SP), wobei die Arrayelementschicht (140) eine erste und eine zweite Passivierungsschicht (124, 131) aufweist; – einer auf der zweiten Passivierungsschicht (131) der Arrayelementschicht (140) hergestellten Verbindungselektrode (132), wobei die Verbindungselektrode (132) mit einem der Dünnschichttransistoren (T) über ein Kontaktloch (130) in der zweiten Passivierungsschicht (131) verbunden ist; – einer ersten Elektrode (152), die auf einer Innenseite des zweiten Substrats (150) hergestellt ist; – einer Isolierschicht (154), die innerhalb eines Grenzbereichs in jedem der Unterpixel auf der ersten Elektrode (152) des zweiten Substrats (150) hergestellt ist und einem Elektrodenseparator (156), der innerhalb des Grenzbereichs in jedem der Unterpixel auf der Isolierschicht (154) auf der ersten Elektrode (152) des zweiten Substrats (150) hergestellt ist, – einer organischen Lichtemissionsschicht (158) und einer zweiten Elektrode (160), die beide durchgehend in jedem der Unterpixel (SP) des zweiten Substrats auf einer geneigten Oberfläche des Elektroden-Separators (156) und auf einer Oberseite des Elektroden-Separators (156), hergestellt sind, wobei die Oberseite im zusammengefügten Zustand der beiden Substrate (110, 150) zur auf dem ersten Substrat (110) hergestellten Verbindungselektrode (132) gerichtet ist, um somit die zweite Elektrode (160) des zweiten Substrats (150) mit der Verbindungselektrode (132) des ersten Substrats (110) zu verbinden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Elektrodenseparator (156) mehrere Bereiche aufweist und der Elektrodenseparator (156) in einem ersten Bereich (IV) eine Trapezform mit einer Breite aufweist, die allmählich von der Unter- zur Oberseite zunimmt, in einem zweiten Bereich (V) eine asymmetrische Form aufweist, mit einer ersten Querseite und einer parallel dazu verlaufenden zweiten Querseite, wobei die erste und die zweite Querseite geneigt zur Oberfläche des zweiten Substrats (150) angeordnet sind, und in einem dritten Bereich (VI) mehrere vertiefte Abschnitte aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste und die zweite Elektrode (152, 160) und die organische Lichtemissionsschicht (158) eine organische Elektrolumineszenzdiode (E) bilden und der Dünnschichttransistor (T) über eine Gateelektrode (118), eine Halbleiterschicht (114) sowie eine Source- und eine Drainelektrode (126, 128) verfügt, wobei der Dünnschichttransistor (T) ein Treiber-Dünnschichttransistor zum Liefern eines Stroms an die organische Elektrolumineszenzdiode (E) ist und die Verbindungselektrode (132) elektrisch mit der Drainelektrode (128) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner mit einem vorstehenden Bereich (VII, VIII) mit einer Laminatstruktur auf dem ersten Substrat (110), wobei eine Höhe (H1, H11) der Laminatstruktur größer als eine Höhe (H2, H22) der Arrayelementschicht (140) ist und die Verbindungselektrode (132) über dem vorstehenden Bereich (VII, VIII) mit der zweiten Elektrode (160) in Kontakt steht.
Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit einem ersten, zweiten und dritten Muster (314, 320, 326), die als inselförmige Strukturen ausgebildet sind und innerhalb des vorstehenden Bereichs (VII, VIII) angeordnet sind und aus denselben Materialien und auf der gleichen Schicht wie die Gateelektrode (312), die Halbleiterschicht (318) sowie die Source- und Drainelektrode (322, 324) hergestellt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner mit einer mit der Sourceelektrode (322) verbundenen Spannungsversorgungsleitung (332) und einem vierten Muster (336) auf dem dritten Muster (326), wobei das vierte Muster (336) und die Spannungsversorgungsleitung (332) aus denselben Materialien auf der gleichen Schicht hergestellt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Passivierungsschicht (440) mit einem Drainkontaktloch (438), das einen Abschnit einer Drainelektrode (424) freilegt, einem vorstehenden Muster (442) auf der Passivierungsschicht (440) innerhalb eines vorstehenden Bereichs (VII, VIII) und einer Verbindungselektrode (444) auf dem vorstehenden Muster (442), wobei die Verbindungselektrode (444) durch das Drainkontaktloch (438) hindurch mit der Drainelektrode (424) in Kontakt steht.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der das vorstehende Muster (442) aus einem isolierenden Material besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das isolierende Material ein organisches isolierendes Material ist.
Verfahren zum Herstellen eines organischen Elektrolumineszenz-Displays (ELD), enthaltend die Schritte: – Herstellen einer Arrayelementschicht (140) auf einem ersten Substrat (110) wobei das Herstellen der Arrayelementschicht (140) das Herstellen eines Dünnschichttransistors (T) und das Herstellen einer ersten und einer zweiten Passivierungsschicht (124, 131) umfasst, – Herstellen einer Verbindungselektrode (132) auf der zweiten Passivierungsschicht (131) der Arrayelementschicht (140) auf dem ersten Substrat (110), wobei die Verbindungselektrode (132) mit einem der Dünnschichttransistoren (T) über ein Kontaktloch (130) in der zweiten Passivierungsschicht (131) verbunden ist; – Herstellen (ST1) einer ersten Elektrode (152) auf dem zweiten Substrat (150), wobei auf dem ersten und dem zweiten Substrat (110, 150) mehrere Unterpixel (SP) definiert sind; – Herstellen (ST2) einer Isolierschicht (154) und eines Elektrodenseparators (156) innerhalb eines Grenzbereichs jedes der Unterpixel (SP) auf der ersten Elektrode (152) auf dem zweiten Substrat (150); – Herstellen (ST3, ST4) einer organischen Lichtemissionsschicht (158) und einer zweiten Elektrode (160) innerhalb jedes der durch den Elektrodenseparator (156) abgetrennten Unterpixel (SP) des zweiten Substrats (150) und auf einer geneigten Oberfläche de Elektroden-Separators (156) und auf einer Oberseite des Elektroden-Separators (156), die nach dem Zusammenfügen der beiden Substrate (110, 150) zur auf dem ersten Substrat (110) hergestellten Verbindungselektrode (132) gerichtet ist; – Verbinden der zweiten Elektrode (160) mit der Verbindungselektrode (132).
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: – Befestigen des ersten und des zweiten Substrats (110, 150) aneinander nach dem Herstellen der organischen Lichtemissionsschicht (158) und der zweiten Elektrode (160), wobei das Befestigen umfasst, dass die Verbindungselektrode (132) mit der zweiten Elektrode (160) in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Elektrodenseparator (156) durch ein Beugungsbelichtungsverfahren hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Elektrodenseparator (156) mehrere Bereiche aufweist und in einem zweiten Bereich dadurch hergestellt wird, dass Breiten von Lichttransmissionsabschnitten und Intervallen zwischen den Lichttransmissi onsabschnitten einer Maske für das Beugungsbelichtungsverfahren kontrolliert werden.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Elektrodenseparator (156) mehrere Bereiche aufweist und in einem dritten Bereich durch das Beugungsbelichtungsverfahren unter Verwendung einer Maske mit einem einen vertieften Abschnitt (262) entsprechenden Muster hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Herstellen des Dünnschichttransistors (T) umfasst: Herstellen einer Gateelektrode (118), Herstellen einer Halbleiterschicht (114), Herstellen einer Sourceelektrode (126), Herstellen einer Drainelektrode (128) und Herstellen einer Spannungsversorgungsleitung (332).
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Herstellen der Arrayelementschicht (140) ferner umfasst: Herstellen eines vorstehenden Bereichs (VII, VIII), der eine Laminatstruktur mit einer Höhe (H1, H11) aufweist, die größer als eine Höhe (H2, H22) des Dünnschichttransistors (T) ist, wobei das Herstellen der zweiten Elektrode (160) umfasst: Verbinden der zweiten Elektrode (160) über dem vorstehenden Bereich mit der Verbindungselektrode (132).
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend: Befestigen des ersten und des zweiten Substrats (110, 150) aneinander nach dem Herstellen der organischen Lichtemissionsschicht (158) und der zweiten Elektrode (160), Verbinden der Verbindungselektrode (132) über dem vorstehenden mit der zweiten Elektrode (160), wodurch das erste und zweite Substrat (110, 150) elektrisch miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das Herstellen der Laminatstruktur des vorstehenden Bereichs umfasst: Herstellen eines ersten, eines zweiten, eines dritten und eines vierten Musters (314, 320, 326, 336), die einander überlappen, wobei das erste Muster (314) gleichzeitig mit der Gateelektrode (312) ausgebildet wird und das zweite Muster (320) gleichzeitig mit der Halbleiterschicht (318) ausgebildet wird, das dritte Muster (326) gleichzeitig mit der Source- und der Drainelektrode (322, 324) ausgebildet wird und das vierte Muster (336) gleichzeitig mit der Spannungsversorgungsleitung (332) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend: Herstellen einer Passivierungsschicht (440) mit einem Drainkontaktloch (448) zum Freilegen eines Abschnitts der Drainelektrode (424) auf dem Dünnschichttransistor (T), und Herstellen eines vorstehenden Musters (442) auf der Passivierungsschicht (440) innerhalb eines dem vorstehenden Bereich entsprechenden Raums.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Herstellen des vorstehenden Musters (442) das Beschichten eines organischen, isolierenden Material enthält.