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Die
Erfindung betrifft ein Elektrolumineszenzdisplay und ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen, wobei es sich insbesondere um ein
organisches Elektrolumineszenzdisplay (OELD) und ein Verfahren zur
Herstellung eines solchen handelt.
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Früher wurden
insbesondere Kathodenstrahlröhren
zum Anzeigen von Bildern verwendet. Jedoch wurden in den letzten
Jahren als Ersatz für diese
immer mehr Typen von Flachdisplays entworfen, wie Flüssigkristalldisplays
(LCDs), Plasmadisplays (PDPs), Feldemissionsdisplays und Elektrolumineszenzdisplays.
Unter diesen Flachdisplays zeigen PDPs Vorteile bei großen Abmessungen,
jedoch sind sie schwer und brauchen viel Energie. LCDs zeigen dagegen
Vorteile hinsichtlich eines flachen Aufbaus und eines niedrigen
Energieverbrauchs, jedoch können
sie nicht mit großen
Abmessungen gebaut werden. OELD verfügen dagegen über Vorteile
hinsichtlich einer kurzen Ansprechzeit, hoher Helligkeit und großer Betrachtungswinkel.
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Die 1 ist ein schematisches
Schaltbild eines bekannten OELD. Bei diesem erstreckt sich eine
Gateleitung GL entlang einer ersten Richtung, während sich eine Datenleitung
DL und eine Spannungsversorgungsleitung PSL getrennt voneinander entlang
einer zweiten Richtung, orthogonal zur ersten Richtung, erstrecken.
Diese Leitungen bilden einen Sub-Pixelbereich SP.
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Im
Schnittstellenbereich zwischen einer jeweiligen Gateleitung GL und
einer Datenleitung DL ist ein schaltender Dünnschichttransistor SwT als Adressierelement
angeordnet, mit dem ein Speicherkondensator CST und
die Spannungsversorgungsleitung PSL verbunden sind. Mit dem Speicherkondensator CST und der Spannungsversorgungsleitung PSL
als Stromquellenelement ist auch ein Treiber-Dünnschichttransistor verbunden,
an den eine organische EL(Elektrolumineszenz)-Diode E angeschlossen
ist.
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Wenn
der Diode E ein Durchlassstrom zugeführt wird, rekombinieren jeweils
ein Elektron und ein Loch, um am p(positiv)-n(negativ)-Übergang zwischen einer die
Löcher
liefernden Anode und einer die Elektronen liefernden Kathode jeweilige
Elektron-Loch-Paare zu erzeugen. Da ein solches Paar eine Energie
aufweist, die niedriger als die des Elektrons und des Lochs im getrennten
Zustand sind, existiert zwischen dem rekombinierten Zustand und dem
getrennten Elektron-Loch-Paar eine Energiedifferenz, die als Lichtenergie
emittiert wird.
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Im
Allgemeinen sind sowohl ein über
den Schalt- und auch den Treiber-Dünnschichttransistor verfügendes Arrayelement
als auch die organische EL-Diode auf einem Arraysubstrat ausgebildet,
und dieses ist an einem Einschließsubstrat angebracht. Dadurch
ist die Herstelleffizienz für
ein derartiges OELD verringert. Wenn z.B. entweder ein Arrayelement
oder die zugehörige
Diode nach der Herstellung einen Defekt zeigt, ist das Arraysubstrat
nicht verwendbar, so dass die Herstelleffizienz für derartige OELDs
verringert ist.
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Um
dieses Problem zu lösen,
wurde ein Doppeltafel-OELD vorgeschlagen, bei dem die Arrayelemente
und die organische EL-Diode
auf verschiedenen Substraten ausgebildet sind.
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Die 2 ist eine Schnittansicht
eines derartigen bekannten Doppeltafel-OELD, und die 3 ist eine Schnittansicht
eines Datenkontaktfleck-Bereichs desselben.
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Wie
es in den 2 und 3 dargestellt ist, sind ein
erstes und ein zweites Substrat 1 und 71 beabstandet
voneinander angeordnet. In diesen zwei Substraten 1 und 71 sind
ein Anzeigebereich DA zum Anzeigen von Bildern und ein diesen umgebender Nicht-Anzeigebereich
NA ausgebildet. Ein Abdichtungsmuster 93 hält das erste
und das zweite Substrat 1 und 71 im Nicht-Anzeigebereich
NA aneinander. In einem Sub-Pixelbereich SP auf dem ersten Substrat 1 ist
ein Arrayelement mit einem Treiber-Dünnschichttransistor Tr und
einem Schalt-Dünnschichttransistor
(nicht dargestellt) angeordnet. Auf dem zweiten Substrat 71 ist
im Sub-Pixelbereich SP eine organische EL-Diode E angeordnet, die über eine erste
Elektrode 75, eine organische Emissionsschicht 87 und
eine zweite Elektrode 90 verfügt, die sequenziell auf der
Innenfläche
des zweiten Substrats 71 angeordnet sind. Die organische
Emissionsschicht 87 verfügt über organische Emissionsschichten 87a, 87b und 87c für rot (R),
grün (G)
und blau (B) in den jeweiligen Sub-Pixelbereichen SP. Die zweite Elektrode 90 ist
in jedem Sub-Pixelbereich SP angeordnet. Eine Passivierungsschicht 45 bedeckt
das Substrat 1 mit dem Treiber-Dünnschichttransistor
Tr, und sie enthält
ein Drain-Kontaktloch 47, das eine Drain-Elektrode 35 freilegt.
Auf der Passivierungsschicht 45 in jedem Sub-Pixelbereich
SP ist eine Verbindungs-Elektrode 55 angeordnet, die durch
das Drain-Kontaktloch 47 mit
der Drain-Elektrode 35 verbunden ist. Ein Verbindungsmuster 91 verbindet
die Verbindungs-Elektrode 55 und die zweite Elektrode 90 in
jedem Sub-Pixelbereich SP.
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In
einem Gatekontaktfleck-Bereich GPA des Nicht-Anzeigebereichs NA
ist eine Gatekontaktfleck-Elektrode 11 in derselben Schicht
wie die Gate-Elektrode 9 und die Gateleitung (nicht dargestellt)
angeordnet. Die Gatekontaktfleck-Elektrode 11 besteht aus
demselben Material wie die Gate-Elektrode 9. Im Datenkontaktfleck-Bereich
DPA des Nicht-Anzeigebereichs NA ist eine Datenkontaktfleck-Elektrode 38 in
derselben Schicht wie Source- und Drain-Elektroden 33 und 35 und
die Datenleitung (nicht dargestellt) auf einem Gateiso lator 14 angeordnet.
Auf der Passivierungsschicht 45 sind Gate- und Datenkontaktfleck-Elektrodenanschlüsse 57 und 60 ausgebildet,
die durch die Gate- bzw. Datenkontaktfleck-Kontaktlöcher 49 bzw. 51 mit
den Gate- bzw. Datenkontaktfleck-Elektroden 11 bzw. 38 in Kontakt
stehen. Die Gate- und Datenkontaktfleck-Elektrodenanschlüsse 57 und 60 bestehen
aus demselben Material wie die Verbindungs-Elektrode 55.
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Um
Grenzflächeneigenschaften
und Kontaktwiderstände
zwischen der Verbindungs-Elektrode 55 und dem Verbindungsmuster 91 sowie
zwischen diesem und der zweiten Elektrode 90 zu verbessern,
bestehen die Verbindungs-Elektrode 55, das Verbindungsmuster 91 und
die zweite Elektrode 90 aus demselben Material. Wenn die
zweite Elektrode 90 als Kathode wirkt, wird sie aus Aluminium
(Al) mit niedriger Arbeitsfunktion hergestellt. Demgemäß werden
auch die Verbindungs-Elektrode 55 und das Verbindungsmuster 91 aus
Aluminium hergestellt.
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Wenn
Aluminium Luft ausgesetzt wird, korrodiert es. Die Verbindungs-Elektrode 55,
das Verbindungsmuster 91 und die zweite Elektrode 90 aus
Aluminium korrodieren jedoch nicht leicht, da sie im durch das Abdichtmuster 93 eingeschlossenen
Anzeigebereich DA angeordnet sind. Anders gesagt, befindet sich
der Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat, der durch
das Abdichtmuster 93 umschlossen ist, in einem Vakuumzustand,
oder er ist mit einem Inertgas gefüllt. Jedoch sind die Gate-
und Datenkontaktfleck-Elektrodenanschlüsse 57 und 60,
die aus demselben Material wie die Verbindungs-Elektrode 55,
also Aluminium, bestehen, Luft ausgesetzt, weswegen sie leicht korrodieren.
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Ferner
werden die Gate- und Datenkontaktfleck-Elektroden 11 und 38 im
Allgemeinen aus einem Material mit niedrigem spezifischem Widerstand hergestellt,
um Signalverzögerungen
zu vermeiden, wie Aluminium, einer Aluminiumlegierung (z.B. AlNd),
aus Aluminium/Molybdän
(Mo) oder einer Aluminiumlegierung (AlNd)/Molybdän, so dass sie leicht korrodieren,
wenn sie Luft ausgesetzt sind, was selbst dann gilt, wenn die Gate-
und Datenkontaktfleck-Elektrodenanschlüsse 57 und 60 nicht
in den Gate- bzw. Datenkontaktfleck-Bereichen GPA bzw. DPA ausgebildet
sind. Insbesondere kann selbst dann, wenn die Gate- und die Datenkontaktfleck-Elektroden 11 und 38 über eine
Doppelschichtstruktur verfügen,
bei der die obere Schicht aus Molybdän und die untere Schicht aus
entweder Aluminium oder einer Aluminiumlegierung (z.B. Al/Nd) bestehen,
die untere Schicht Luft ausgesetzt sein, so dass sie korrodiert,
da die obere Schicht bei einem Prozess zum Ausbilden der Kontaktlöcher 47, 49 und 51 gemeinsam
mit der Passivierungsschicht 45 geätzt werden kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein OELD und ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen anzugeben, bei denen die Korrosion
eines Kontaktfleckbereichs verhindert ist und die Herstelleffizienz
verbessert ist.
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Diese
Aufgabe ist durch die OELDs gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüche 1 und
47 sowie das Verfahren gemäß dem Anspruch
23 gelöst.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen
näher erläutert.
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1 ist
ein schematisches Schaltbild eines OELD gemäß dem Stand der Technik;
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2 ist
eine Schnittansicht eines Doppeltafel-OELD gemäß dem Stand der Technik;
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3 ist
eine Schnittansicht eines Datenkontaktfleck-Bereichs des OELD der 2;
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4A ist
eine Schnittansicht eines Doppeltafel-OELD gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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4B ist
eine Schnittansicht eines Datenkontaktfleck-Bereichs des OELD der 4A;
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5A ist
eine Schnittansicht eines Doppeltafel-OELD gemäß einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung;
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5B ist
eine Schnittansicht eines Datenkontaktfleck-Bereichs des OELD der 5A;
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6 ist
eine Schnittansicht eines Doppeltafel-OELD gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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7 und 8 sind
Schnittansichten entlang den Linien VII-VII und VIII-VIII in der 6;
und
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9A bis 9H sowie 10A bis 10H sind
Schnittansichten entlang der Linien VII-VII und VIII-VIII in der 6 zum
Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen eines ersten Substrats
des OELD gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung.
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Wie
es in den 4A und 4B zu
einem Doppeltafel-OELD gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung dargestellt ist, verfügt diese über ein erstes und ein zweites
Substrat 101 und 171, die voneinander beabstandet
einander gegenüber
stehen. Bei diesen zwei Substraten 101 und 171 sind
ein Anzeigebereich DA und ein diesen umgebender Nicht-Anzeigebereich
Da ausgebildet. Im Nicht-Anzeigebereich NA ist ein den Anzeigebereich
DA umgebendes Abdichtmuster 193 vorhanden.
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An
der Innenseite des zweiten Substrats 171 ist eine OELD EL-Diode
E vorhanden, die über
eine erste Elektrode 175, eine organische Emissionsschicht 187 und
eine zweite Elektrode 190 verfügt, die aufeinanderfolgend
auf der Innenseite des zweiten Substrats 171 angeordnet
sind.
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Die
erste Elektrode 175 ist auf der gesamten Innenseite des
zweiten Substrats 171 angeordnet. Auf dieser ersten Elektrode 175 sind
ein erstes und ein zweites Isoliermuster 177 und 178 ausgebildet. Auf
dem ersten Isoliermuster 177 ist ein zwischen benachbarten
Sub-Pixelbereichen SP angeordneter Trennsteg 181 ausgebildet,
und auf dem zweiten Isoliermuster 178 ist ein Abstandshalter 184 ausgebildet,
der über
eine größere Höhe als der
Trennsteg 181 verfügt,
so dass die zweite Elektrode 190 mit der Verbindungs-Elektrode 175 in
Kontakt steht. Die organische Emissionsschicht 187 verfügt über Emissionsschichten 187a, 187b und 187c für rot(R), grün(G) und
blau(b). Die organische Elektrode 187 ist in jedem Sub-Pixelbereich
SP angeordnet und durch den Trennsteg 181 umgeben. Auch
ist die zweite Elektrode 190 auf der organischen Elektrode 187 in jedem
Sub-Pixelbereich SP angebracht und durch den Trennsteg 181 umgeben.
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Auf
dem Gebiet der OELD-Technologie werden die Begriffe Anode und Kathode
austauschbar verwendet, wobei die Anode im Allgemeinen aus einem
Material mit einer Arbeitsfunktion besteht, die höher als
die der Kathode ist. So kann die erste Elektrode 175 im
OELD entweder als Kathode oder als Anode wirken, und wenn sie als
Kathode fungiert, fungiert die zweite Elektrode 190 als
Anode. Wenn dagegen die erste und die zweite Elektrode 175 und 190 als
Anode bzw. Kathode fungieren, kann die erste Elektrode 175 über eine
höhere
Arbeitsfunktion als die zweite Elektrode 190 verfügen. In
diesem Fall kann die erste Elektrode 175 aus einem transparenten,
leitenden Material wie Indiumzinnoxid (ITO) oder Indiumzinkoxid
(IZO) bestehen, und die zweite Elektrode 160 kann aus einem
undurchsichtigen, leitenden Material bestehen, wie einem Alkalimetall,
einem Erdalkalimetall, Aluminium (Al) einer Aluminiumlegierung (z.B.
AlNd), Kupfer (Cu), Molybdän
(Mo), Titan (Ti) oder einer Legierung dieser Materialien. Alternativ
kann es gerade umgekehrt sein.
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Auf
der Innenfläche
des zweiten Substrats 171 ist in jedem Sub-Pixelbereich
SP ein Abstandshalter 184 mit einer Höhe über der des Trennstegs 181 angeordnet,
so dass die zweite Elektrode 190 mit der Verbindungs-Elektrode 155 auf
dem ersten Substrat 101 in Kontakt steht. Die organische
Elektrode 187 in jedem Sub-Pixelbereich SP ist durch den
Abstandshalter 184 getrennt. Auch ist die zweite Elektrode 190 im
Sub-Pixelbereich
SP kontinuierlich, und sie verfügt über einen
ersten Abschnitt auf der organischen Emissionsschicht 187 sowie
einen zweiten Abschnitt, der den Abstandshalter 184 bedeckt.
Der zweite Abschnitt, über
den der Abstandshalter 184 über steht, steht mit der Verbindungs-Elektrode 155 in
Kontakt.
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Obwohl
es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, befinden sich auf der
Innenseite des ersten Substrats 101 eine Gateleitung sowie
eine Datenleitung und eine Spannungsversorgungsleitung, die die Gateleitung
schneiden, wodurch ein Sub-Pixelbereich SP gebildet ist. Auch ist
auf der Innenseite des ersten Substrats 101 ein Arrayelement
mit einem Treiber-Dünnschichttransistor
Tr und einem Schalt-Dünnschichttransistor
(nicht dargestellt) angebracht. Der Treiber-Dünnschichttransistor Tr verfügt über eine
Gate-Elektrode 109 auf dem ersten Substrat 101,
einen diese bedeckenden Gateisolator 114, eine Halbleiterschicht 120 auf
diesem sowie eine Source- und eine Drain-Elektrode 133 und 135 auf
der Halbleiterschicht 120. Die Halbleiterschicht 120 verfügt über eine
aktive Schicht 120a und eine Ohm'sche Kontaktschicht 120b. Eine
Passivierungsschicht 145 ist so angeord net, dass sie das
Arrayelement und die Datenleitung bedeckt. Die Verbindungs-Elektrode 155 ist
im Sub-Pixelbereich SP auf der Passivierungsschicht 145 angeordnet,
und sie steht durch ein Drainkontaktloch 147 mit der Drain-Elektrode 135 in
Kontakt.
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Im
Nicht-Anzeigebereich NA des ersten Substrats 101 sind eine
Gate- und eine Datenkontaktfleck-Elektrode 111 und 138 am
jeweiligen Ende einer Gate- bzw. einer Datenleitung angeordnet.
Auf der Gatekontaktfleck-Elektrode 111 sind ein Gateisolator 114 und
die Passivierungsschicht 145 mit einem Gatekontaktfleck-Kontaktloch 149 angeordnet.
Auf der Datenkontaktfleck-Elektrode 138 ist die Passivierungsschicht 145 mit
einem Datenkontaktfleck-Kontaktloch 151 angeordnet. Auf
der Passivierungsschicht 145 sind Gate- und Datenkontaktfleck-Elektrodenanschlüsse 157 und 160 angeordnet,
die durch die Gate- und Datenkontaktfleck-Kontaktlöcher 149 bzw. 151 mit
den Gate- bzw. Datenkontaktfleck-Elektroden 111 und 138 in
Kontakt stehen.
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Die
mit der zweiten Elektrode 190 in Kontakt stehende Verbindungs-Elektrode 155 kann
wegen Schnittstelleneigenschaften und Kontaktwiderständen zwischen
diesen beiden aus demselben Material wie die zweite Elektrode 190 bestehen.
Die Verbindungs-Elektrode 155 und die zweite Elektrode 190 können aus
einem leitenden Material wie Aluminium, einer Aluminiumlegierung
(z.B. AlNd), Kupfer, Molybdän,
Titan oder einer Legierung hiervon bestehen.
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Die
Gate- und Datenkontaktfleck-Elektrodenanschlüsse 157 und 160,
die der Luft ausgesetzt sind, bestehen aus einem leitenden Material
mit Korrosionsbeständigkeit,
wie ITO oder IZO.
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Das
durch die 5A und 5B veranschaulichte
OELD der zwei ten Ausführungsform
ist mit Ausnahme von Strukturen der Gate- und Datenkontaktflecke
demjenigen gemäß der ersten
Ausführungsform ähnlich.
Daher wird eine detaillierte Erläuterung
zu Teilen weggelassen, die solchen bei der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
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Wie
es aus den 5A und 5B erkennbar
ist, verfügen
die Gate- und die Datenkontaktfleck-Elektrodenanschlüsse 257 und 260 über eine Doppelschichtstruktur.
Untere Schichten 257a und 260a derselben können aus
demselben Material wie die Verbindungs-Elektrode 255 und
die zweite Elektrode 290 bestehen. Anders gesagt, können die
unteren Schichten 257a und 260a aus einem leitenden Material
mit niedriger Arbeitsfunktion bestehen, wie Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung (z.B. AlNd). Die oberen Schichten 257b und 260b der Gate- und der Datenkontaktfleck-Elektrodenanschlüsse 257 und 260 können aus
einem leitenden Material mit Korrosionsbeständigkeit bestehen, wie ITO
ider IZO. Die Korrosion der Gate- und der Datenkontaktfleck-Elektrodenanschlüsse 257 und 260 kann
dadurch minimiert oder verhindert werden, dass die korrosionsbeständigen oberen
Schichten 257b und 260b auf den unteren Schichten 257a und 260a hergestellt
werden, die für
Korrosion anfällig
sind.
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Bei
der ersten und der zweiten Ausführungsform,
wie sie oben beschrieben sind, wird ein transparentes, leitendes
Material mit Korrosionsbeständigkeit,
wie ITO oder IZO, dazu verwendet, zu verhindern, dass die Gate-
und die Datenkontaktfleck-Elektrodenanschlüsse unter Lufteinwirkung korrodieren. Um
eine derartig korrosionsbeständige
Schicht herzustellen, ist ein zusätzlicher Maskenprozess erforderlich.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 6 ein OELD
gemäß einer
dritten Ausführungsform
beschrieben, bei dem Korrosionsvorgänge der Gate- und der Datenkontaktflecke
mi nimiert oder verhindert werden können, ohne dass ein zusätzlicher Maskenprozess
erforderlich wäre.
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Wie
es in der 6 dargestellt ist, verfügt das OELD über einen
Anzeigebereich DA, in dem mehrere Sub-Pixelbereiche SP angeordnet
sind, sowie einen Nicht-Anzeigebereich NA, in dem Gate- und Datenkontaktflecke
angeordnet sind, die mit Treibersignalen versorgt werden. Die Sub-Pixelbereiche
SP werden durch die einander schneidenden Gate- und Datenleitungen 305 und 330 gebildet.
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Obwohl
es in der 6 nicht dargestellt ist, ist
in jedem Sub-Pixelbereich SP ein Arrayelement mit einem Schalt-Dünnschichttransistor
und einem Treiber-Dünnschichttransistor
auf einem ersten Substrat angeordnet, und eine organische EL-Diode
mit einer ersten Elektrode, einer organischen Emissionsschicht und
einer zweiten Elektrode ist auf einem dem ersten Substrat zugewandten
zweiten Substrat angeordnet.
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Die
Gateleitung 305 erstreckt sich entlang einer ersten Richtung
in einen Gatekontaktfleck-Bereich GPA des Nicht-Anzeigebereichs NA, und an ihrem einen
Ende ist im Gatekontaktfleck-Bereich GPA eine Gatekontaktfleck-Elektrode 309 angeordnet.
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Die
Datenleitung 330 erstreckt sich entlang einer zweiten Richtung,
die die erste Richtung schneidet, in einen Grenzbereich zwischen
dem Anzeigebereich DA und dem Nicht-Anzeigebereich NA. Von der Datenleitung 330 ist
eine Datenverbindungsleitung 307 beabstandet, die sich
entlang der zweiten Richtung im Nicht-Anzeigebereich NA erstreckt,
und an einem Ende derselben ist in einem Datenkontaktfleck-Bereich
DPA eine Datenkontaktfleck-Elektrode 338 angeordnet. Die
Datenverbindungsleitung 307 und die Datenkontaktfleck-Elektrode 338 bestehen aus
demselben Material wie die Gateleitung 305.
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Die
Datenverbindungsleitung 307 ist über ein Verbindungsmuster 356,
das sich über
den Grenzbereich zwischen dem Anzeigebereich DA und dem Nicht-Anzeigebereich
NA erstreckt, mit der Datenleitung 330 verbunden. Um die
Datenleitung 330 und die Datenverbindungsleitung 307 zu
verbinden, steht das Verbindungsmuster 356 über ein
erstes Verbindungskontaktloch 352 mit einem Ende der Datenleitung 330 in
Kontakt, und es steht durch ein zweites Verbindungskontaktloch 353 mit
dem anderen Ende der Datenverbindungsleitung 307 in Kontakt.
Ein Teil des Verbindungsmusters 356 liegt unter einem Abdichtmuster 393,
und der andere Teil des Verbindungsmusters 356 ist durch
das Abdichtmuster 393 umgeben, und so ist das Verbindungsmuster 356 nicht
der Luft ausgesetzt. Anders gesagt, ist das Verbindungsmuster 356 durch
eine Kontur des Abdichtmusters 393 umgeben. Demgemäß korrodiert
das Verbindungsmuster 356 nicht, da der Raum zwischen dem
ersten und dem zweiten Substrat, der durch das Abdichtmuster 393 umschlossen
ist, evakuiert ist oder mit einem Inertgas gefüllt ist.
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Anhand
der 7 und 8 wird nun das OELD gemäß der dritten
Ausführungsform
näher erläutert, das
der ersten und der zweiten Ausführungsform
mit Ausnahme der Schichtungsstrukturen der Gate- und Datenkontaktflecke
und der Verbindungsstrukturen der Datenleitung und der Datenverbindungsleitung ähnlich ist.
Demgemäß wird eine
detaillierte Erläuterung ähnlicher
Teile weggelassen.
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Wie
es aus den 7 und 8 erkennbar ist,
ist in einem Anzeigebereich DA eines ersten Substrats 301 ein
Arrayelement mit einem Treiber-Dünnschichttransistor
Tr und einem Schalt-Dünnschichttransistor
(nicht dargestellt) in jedem Sub-Pixelbereich SP angeordnet. Der
Treiber-Dünnschichttransistor
Tr verfügt über eine
Gate-Elektrode 309 an der Innenseite des ersten Substrats 301,
einen Gateisolator 314 auf der Gate-Elektrode 309,
eine Halbleiterschicht 320 auf dem Gateisolator 314 sowie
eine Source- und eine Drain-Elektrode 333 und 335 auf der
Halbleiterschicht 320. Auf dem gesamten ersten Substrat 301 mit
dem Treiber-Dünnschichttransistor Tr
ist eine Passivierungsschicht 345 angeordnet.
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In
einem Gatekontaktfleck-Bereich GPA eines Nicht-Anzeigebereichs NA
des ersten Substrats 301 erstreckt sich eine Gatekontaktfleck-Elektrode 311 ausgehend
von einer Gateleitung (305 in der 6), wobei
sie an einem Ende derselben angeordnet ist. Auch ist im Nicht-Anzeigebereich
NA eine Datenverbindungsleitung 307 angeordnet, die mit
der Datenleitung 330 verbunden ist, und eine Datenkontaktfleck-Elektrode 338 erstreckt
sich ausgehend von der Datenverbindungsleitung 307, wobei
sie an einem Ende derselben in einem Datenkontaktfleck-Bereich GPA
angeordnet ist. Die Datenverbindungsleitung 307 und die
Datenkontaktfleck-Elektrode 338 bestehen aus demselben
Material wie die Gateleitung und die Gatekontaktfleck-Elektrode 311,
und sie sind in derselben Schicht wie diese angeordnet.
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Die
Gateleitung, die Gatekontaktfleck-Elektrode 311, die Datenverbindungsleitung 307 und
die Datenkontaktfleck-Elektrode 338 verfügen über mindestens
zwei Schichten. Untere Schichten 307a, 311a und 338a der
Gateleitung, der Datenverbindungsleitung 307, der Gatekontaktfleck-Elektrode 311 und
der Datenkontaktfleck-Elektrode 338 können aus einem transparenten,
leitenden Material mit Korrosionsbeständigkeit bestehen, wie ITO
oder IZO. Die oberen Schichten 307b, 311b und 338b können aus
einem leitenden Material mit kleinem spezifischem Widerstand bestehen,
wie Aluminium oder einer Aluminiumlegierung (z.B. AlNd). Obwohl
in den 7 und 8 eine obere Schicht 307b, 311b und 338b mit
einschichtigem Aufbau dargestellt ist, kann es sich um eine Doppelschicht
handeln, wie eine solche aus Aluminium/Molybdän (Mo) oder einer Aluminiumlegierung
(z.B. AlNd)/Molybdän.
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Der
Gateisolator 314 und die Passivierungsschicht 345 sind
sequenziell auf der Gateleitung, der Datenverbindungsleitung 307,
der Gatekontaktfleck-Elektrode 311 und der Datenkontaktfleck-Elektrode 338 angeordnet.
Im Gate- und im Datenkontaktfleck-Bereich GPA bzw. DPA verfügen der
Gateisolator 314 und die Passivierungsschicht 345 über Gate-
bzw. Datenkontaktfleck-Kontaktlöcher 349 bzw. 351,
die die Gate- bzw. Datenkontaktfleck-Elektroden 311 bzw. 338 freilegen.
Insbesondere sind die oberen Schichten 311b und 338b der
Gate- und der Datenkontaktfleck-Elektroden 311 und 338 entfernt, um über die
Gate- und Datenkontaktfleck-Kontaktlöcher 349 und 351 zu
verfügen,
so dass die unteren Schichten 311a und 338a durch
diese hindurch frei liegen. Da die oberen Schichten 311b und 338b korrosionsanfällig sind,
und da die unteren Schichten 311a und 338a korrosionsbeständig sind,
werden die oberen Schichten 311b und 338b geätzt, um
die unteren Schichten 331a und 338a freizulegen.
Demgemäß kann die
Korrosion der Gate- und der Datenkontaktfleck-Elektroden 311 und 338 minimiert
oder verhindert werden.
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Ferner
verfügt
die Passivierungsschicht 345 über ein erstes Verbindungskontaktloch 352,
das ein Ende der Datenleitung 330 freilegt, und die Passivierungsschicht 345 und
der Gateisolator 314 verfügen über ein zweites Verbindungskontaktloch 353,
das das andere Ende der Datenverbindungsleitung 307 freilegt,
und so steht ein Verbindungsmuster 356 durch das erste
und zweite Verbindungskontaktloch 352 und 353 mit
der Datenleitung 330 bzw. der Datenverbindungsleitung 307 in
Kontakt. Demgemäß ist die
Datenleitung 330 durch das Verbindungsmuster 356 mit
der Datenverbindungsleitung 307 verbunden.
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Ein
Teil des Verbindungsmusters 356 liegt unter einem Ab dichtmuster 393,
und sein anderer Teil ist durch dieses umgeben. Der andere Teil
des Verbindungsmusters 356, der in einem durch das Abdichtmuster 393 umschlossenen
Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat frei liegt, wird nicht
korrodiert, da dieser Raum evakuiert ist oder mit einem Inertgas
gefüllt
ist. Auch korrodiert der Teil des Verbindungsmusters 356 unter
dem Abdichtmuster 393 nicht, da er aufgrund desselben nicht
mit der Außenluft
in Kontakt steht. Demgemäß kann das
Verbindungsmuster 35b, das der Luft nicht ausgesetzt ist,
aus einem leitenden Material mit niedrigem spezifischem Widerstand
hergestellt werden, auch wenn dieses Material korrosionsanfällig ist.
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Wie
oben beschrieben, verfügen
die Gate- und die Datenkontaktfleck-Elektroden bei der dritten Ausführungsform über untere
Schichten mit Korrosionsbeständigkeit,
wobei diese unteren Schichten der Luft ausgesetzt sind. Ferner ist
das Verbindungsmuster aufgrund des Abdichtmusters gegen die Luft
abgeschirmt. Daher kann die Korrosion der Gate- und der Datenkontaktfleck-Elektroden
sowie des Verbindungsmusters minimiert oder verhindert werden.
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Anhand
der 9A bis 9H sowie 10A bis 10H wird
nun ein Verfahren zum Herstellen eines ersten Substrats eines Doppeltafel-OELD
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung erläutert.
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Wie
es aus den 9A und 10A erkennbar
ist, wird ein erstes leitendes Material mit Korrosionsbeständigkeit,
wie ITO oder IZO, auf einem ersten Substrat 301 abgeschieden,
um eine erste Schicht (eine untere Schicht) herzustellen. Anschließend wird
ein zweites leitendes Material mit kleinem spezifischem Widerstand
auf der ersten Schicht abgeschieden, um eine zweite Schicht (eine
obere Schicht) herzustellen. Die zweite Schicht kann über einschichtigen
Aufbau aus z.B.
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Aluminium,
einer Aluminiumlegierung (z.B. AlNd), Kupfer, Molybdän oder Titan
oder eine mehrschichtige Struktur aus mindestens zweien der obigen
Materialien verfügen.
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Zum
Strukturieren der ersten und der zweiten Schicht wird ein Maskenprozess
(d.h. ein Fotolithografieprozess) ausgeführt, bei dem ein Fotoresist auf
der ersten und der zweiten Schicht abgeschieden wird, Licht mit
einer Maske aufgestrahlt wird, der Fotoresist entwickelt wird, die
erste und die zweite Schicht geätzt
werden und der restliche Fotoresist abgezogen oder verascht wird.
Mittels des Maskenprozesses werden eine Gateleitung (305 in
der 6), eine sich ausgehend von dieser erstreckende Gate-Elektrode 309,
eine Gatekontaktfleck-Elektrode 311 in einem Gatekontaktfleck-Bereich GPA, eine Datenverbindungsleitung 307 in
einem Nicht-Anzeigebereich NA sowie eine Datenkontaktfleck-Elektrode 338 in
einem Datenkontaktfleck-Bereich DPA ausgebildet. Die Gateleitung,
die Datenverbindungsleitung 307, die Gate-Elektrode 309,
die Gatekontaktfleck-Elektrode 311 und die Datenkontaktfleck-Elektrode 338 verfügen jeweils über die
erste strukturierte Schicht (die untere Schicht) 307a, 309a, 311a bzw. 338a sowie
die strukturierte zweite Schicht (die obere Schicht) 307b, 309b, 311b bzw. 338b.
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Wie
es in den 9B und 10B dargestellt
ist, wird auf dem gesamten Substrat 101 mit der Gate-Elektrode 309 ein
anorganisches Isoliermaterial abgeschieden, um einen Gateisolator 314 auszubilden.
Das organische Isoliermaterial kann z.B. Siliciumoxid (SiO2) oder Siliciumnitrid (SiNx) sein.
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Wie
es in den 9C und 10C dargestellt
ist, werden amorphes Silicium (a-Si) und mit einem Fremdstoff dotiertes
amorphes Silicium (N+-a-Si) sequenziell
auf dem Gateisolator 314 abgeschieden und dann mit einem
Maskenprozess strukturiert, um eine Halbleiterschicht 320 auszubilden, die über eine
aktive Schicht 320a aus dem amorphen Silicium und eine
Ohm'sche Kontaktschicht 320b aus dem
Fremdstoff-dotierten amorphen Silicium verfügt.
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Wie
es in den 9D und 10D dargestellt
ist, wird auf dem Substrat 301 mit der Halbleiterschicht 320 ein
drittes leitendes Material abgeschieden, das mit einem Maskenprozess
strukturiert wird, um eine Datenleitung 330 sowie eine
Source- und eine Drain-Elektrode 333 und 335 auszubilden.
Das dritte leitende Material kann Aluminium, eine Aluminiumlegierung
(z.B. AlNd), Chrom, Molybdän,
Titan, Kupfer oder eine Kupferlegierung sein. Auch können die
Datenleitung 330 sowie die Source- und die Drain-Elektrode 333 und 335 über eine
Mehrschichtstruktur aus mindestens zweien der obigen Materialien
verfügen.
Die Datenleitung 330 schneidet die Gateleitung, um in einem
Anzeigebereich DA einen Sub-Pixelbereich SP zu bilden. Die Source-
und die Drain-Elektrode 333 und 335 sind voneinander beabstandet,
und sie stehen mit der darunter vorhandenen Ohm'schen Kontaktschicht 320b in
Kontakt. Die Gate-Elektrode 309, der Gateisolator 314,
die Halbleiterschicht 320 sowie die Source- und die Drain-Elektrode 333 und 335 bilden
einen Treiber-Dünnschichttransistor
Tr. Obwohl es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, wird gleichzeitig
mit dem Treiber-Dünnschichttransistor
Tr ein Schalt-Dünnschichttransistor
hergestellt, der eine ähnliche
Struktur wie der Treiber-Dünnschichttransistor
Tr aufweist.
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Wie
es in den 9E und 10E dargestellt
ist, wird auf dem gesamten Substrat 301 mit der Datenleitung 330 ein
organisches oder ein anorganisches Isoliermaterial abgeschieden,
um eine Passivierungsschicht 345 auszubilden. Das organische Isoliermaterial
kann z.B. Benzocyclobuten (BCB) oder ein Fotoacryl sein, und das
anorganische Isoliermaterial kann z.B. Siliciumoxid (SiO2) oder Siliciumnitrid (SiNx) sein. Die Passivierungsschicht 345 wird
mit einem Maskenprozess strukturiert, um ein die Drain-Elektrode 355 freilegendes
Drainkontaktloch 347 und ein erstes Verbindungskontaktloch 352, das
ein Ende der Datenleitung 330 freilegt, auszubilden. Auch
wird der Gateisolator 314 gemeinsam mit der Passivierungsschicht 345 strukturiert,
um ein die Gatekontaktfleck-Elektrode 311 freilegendes
Gatekontaktfleck-Kontaktloch 349, ein die Datenkontaktfleck-Elektrode 338 freilegendes
Datenkontaktfleck-Kontaktloch 351 und ein das andere Ende
der Datenverbindungsleitung 307 freilegendes zweites Verbindungskontaktloch 353 auszubilden.
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Wie
es in den 9F und 10F dargestellt
ist, wird auf der Passivierungsschicht 345 ein viertes
leitendes Material abgeschieden, auf dem ein Fotoresist abgeschieden
wird. Das vierte leitende Material kann ein solches sein, wie es
für die
zweite Elektrode (390 in der 7) verwendet
wird, wie Aluminium oder eine Aluminiumlegierung (z.B. AlNd) mit niedriger
Arbeitsfunktion. Am Fotoresist werden Belichtungs- und Entwicklungsprozesse
ausgeführt,
um ein Fotoresistmuster 359 auszubilden. Dann wird die vierte
Schicht aus dem leitenden Material mit dem Fotoresistmuster 359 strukturiert,
um eine Verbindungselektrode 355, die durch das Drainkontaktloch 347 mit
der Drain-Elektrode 335 in Kontakt steht, und ein Verbindungsmuster 356 auszubilden,
das mit der Datenleitung 330 und der Datenverbindungsleitung 307 durch
das erste bzw. zweite Verbindungskontaktloch 352 bzw. 353 in
Kontakt steht. Das Fotoresistmuster 359 verbleibt noch
auf der Verbindungs-Elektrode 355 und dem Verbindungsmuster 356.
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Wie
es in den 9G und 10G dargestellt
ist, wird ein Trocken- oder Nassätzvorgang
ausgeführt,
während
das Fotoresistmuster 359 noch auf der Verbindungs-Elektrode 355 und
dem Verbindungsmuster 35G vorhanden ist. Durch diesen Ätzprozess
werden die zweiten Schichten (die oberen Schichten) 311b und 338b der
Gate- bzw. Datenkontaktfleck-Elektroden 311 bzw. 338,
die durch die Gate- bzw. Datenkontaktfleck-Kontaktlöcher 349 bzw. 351 hindurch
frei liegen, entfernt, wodurch die ersten Schichten (die unteren
Schichten) 311a und 338a der Gate- bzw. der Datenkontaktfleck-Elektroden 311 bzw. 338 freigelegt
werden. Anders gesagt, werden die zweiten Schichten 311b und 338b mit kleinem
spezifischem Widerstand, die korrosionsanfällig sind, durch den Ätzprozess
entfernt, und es werden die ersten Schichten 311a und 338b mit
Korrosionsbeständigkeit
freigelegt.
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Wie
es aus den 9H und 10H erkennbar
ist, wird abschließend
das Fotoresistmuster (359 in den 9G und 10G) durch einen Abhebe- oder Veraschungsprozess
entfernt.
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Durch
diesen Prozess wird das erste Substrat-Doppeltafel-OELD gemäß der dritten
Ausführungsform
hergestellt.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf die 7 und 8 ein
Herstellverfahren für
das zweite Substrat für
dieses Doppeltafel-OELD beschrieben.
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Wie
es aus diesen Figuren erkennbar ist, wird die erste Elektrode 375 auf
dem gesamten zweiten Substrat 371 hergestellt. Dabei wird
die erste Elektrode 375 aus einem transparenten, leitenden Material
wie ITO oder IZO mit hoher Arbeitsfunktion hergestellt. Wenn die
erste Elektrode 375 über
eine höhere
Arbeitsfunktion als die zweite Elektrode 390 verfügt, wirken
sie als Anode bzw. Kathode.
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Auf
der ersten Elektrode 375 wird ein anorganisches Isoliermaterial
abgeschieden und strukturiert, um ein erstes und ein zweites Isoliermuster 377 und 378 auszubilden.
Das erste Isoliermuster 377 wird zwischen benachbarten
Sub-Pixelbereichen SP ausgebildet, und das zweite Isoliermuster 378 wird
in einem jeweiligen Sub-Pixelbereich SP ausgebildet.
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Auf
dem Substrat 371 mit den Isoliermustern 377 und 378 wird
ein organisches Isoliermaterial abgeschieden, das zum Ausbilden
eines Trennstegs 381 und eines Abstandshalters 384 strukturiert
wird. Der Trennsteg 381 wird auf dem ersten Isoliermuster 377 ausgebildet,
und der Abstandshalter 384 wird auf dem zweiten Isoliermuster 378 ausgebildet.
Der Abstandshalter 384 verfügt über eine größere Höhe als der Trennsteg 381,
so dass die zweite Elektrode 390 mit der Verbindungs-Elektrode 355 in
Kontakt steht.
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Um
den Trennsteg 381 und den Abstandshalter 384 mit
verschiedenen Höhen
auszubilden, kann ein Beugungs- oder ein Halbton-Belichtungsverfahren
verwendet werden. Beispielsweise wird ein Fotoresist auf dem für den Trennsteg 381 und
den Abstandshalter 384 verwendeten organischen Isoliermaterial
abgeschieden. Dann wird eine Beugungs- oder Halbtonbelichtung am
Fotoresist ausgeführt,
um erste und zweite Fotoresistmuster entsprechend den ersten bzw.
den zweiten Isoliermustern 377 bzw. 378 auszubilden,
und es werden Teile des Fotoresists, mit Ausnahme derjenigen für die ersten und
zweiten Fotoresistmuster, entfernt. Das zweite Fotoresistmuster
verfügt über eine
größere Höhe als das
erste. Dann wird das durch das erste und das zweite Fotoresistmuster
freigelegte organische Isoliermaterial entfernt, um unter ihnen
erste und zweite organische Isoliermuster auszubilden. Dann wird
das erste Fotoresistmuster durch einen Abhebe- oder Veraschungsprozess entfernt. Das
zweite Fotoresistmuster wird dabei nur teilweise entfernt, und es
verbleibt auf dem zweiten organischen Isoliermuster. Dann wird das
erste organische Isoliermuster bis auf eine vorbestimmte Dicke partiell
entfernt. Jedoch wird es wegen des zweiten Fotoresistmusters nicht vollständig entfernt.
Demgemäß verfügt das zweite organische
Isoliermuster über
eine größere Höhe als das
erste Isoliermuster. Dann wird das zweite Fotoresistmus ter entfernt.
Durch diesen Prozess werden der Trennsteg 381 und der Abstandshalter 384,
entsprechend dem ersten bzw. zweiten organischen Isoliermuster,
gebildet.
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Nach
dem Herstellen des Trennstegs 381 und des Abstandshalters 384 werden
sequenziell organische Emissionsmaterialien für rot (R), grün (G) und
blau (B) aufgetragen, um organische Emissionsschichten 387a, 387b und 387c für R, G und
B in jeweiligen Sub-Pixelbereichen SP auszubilden. Wenn die organische
Emissionsschicht 387 durch ein Verdampfungsverfahren unter
Verwendung einer Abschirmungsmaske, also nicht durch ein Beschichtungsverfahren,
hergestellt wird, müssen
der Trennsteg 381 und das erste Isoliermuster 377 nicht
ausgebildet werden.
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Dann
wird in jedem Sub-Pixelbereich SP die zweite Elektrode 390 auf
der organischen Emissionsschicht 387 hergestellt. Diese
zweite Elektrode 390 wird durch den Trennsteg 371 abgetrennt.
Die zweite Elektrode 390 ist im Sub-Pixelbereich SP kontinuierlich,
und sie verfügt über einen
ersten Teil auf der organischen Emissionsschicht 387 sowie
einen zweiten Teil, der den Abstandshalter 384 bedeckt.
Der zweite Teil, über
den der Abstandshalter 384 übersteht, steht mit der Verbindungs-Elektrode 355 in Kontakt.
Wenn die zweite Elektrode 390 als Kathode fungiert, kann
sie aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung (z.B. AlNd) mit
einer niedrigeren Arbeitsfunktion als der der ersten Elektrode 375 bestehen.
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Obwohl
es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, werden, wenn die erste
und die zweite Elektrode 375 und 390 als Anode
bzw. Kathode fungieren, zwischen der ersten Elektrode 375 und
der organischen Emissionsschicht 387 eine Löcherinjektionsschicht
und eine Löcherlaufschicht
ausgebildet, und zwischen der zweiten Elektrode 390 und
der organischen Emissionsschicht 387 werden eine Elektroneninjektionsschicht
und eine Elektronenlaufschicht ausgebildet.
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Entlang
einem Umfangsteil des ersten oder zweiten Substrats 301 bzw. 371 wird
ein Abdichtmuster 393 hergestellt. Im Vakuum oder in einem
Inertgas werden das erste und das zweite Substrat 301 und 371 durch
das Abdichtmuster 393 so miteinander verbunden, dass der überstehende
Teil der zweiten Elektrode 390 auf dem Abstandshalter 384 mit
dem Verbindungsmuster 355 in Kontakt gelangt. Dadurch wird
das Doppeltafel-OELD fertig gestellt.
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Bei
den oben beschriebenen OELDs wird für die Schichten der Gate- und
der Datenkontaktflecke, die Luft ausgesetzt werden, ein leitendes
Material mit Korrosionsbeständigkeit
verwendet. So kann die Korrosion der Gate- und Datenkontaktflecke
minimiert oder verhindert werden.