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- Priorität: Rep. of Korea (KR) 30. November 2004 10-2004-0099089
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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 Gateisolator 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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DE 103 60 884 A1 und die gattungsbildende Vorrichtung in der Druckschrift
DE 103 61 010 A1 beschreiben eine organische Elektrolumineszenzdisplay(ELD)-Vorrichtung mit einem ersten Substrat mit einer Arrayelementschicht und einem zweiten Substrat mit einer organischen Elektrolumineszenzdiode. Auf dem ersten Substrat ist eine Gateleitung in einer ersten Richtung, eine Datenleitung in einer zweiten Richtung rechtwinklig zur ersten Richtung und eine Spannungsversorgungsleitung ausgebildet, die von der Datenleitung beabstandet und auf dem ersten Substrat in der zweiten Richtung ausgebildet ist.
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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 das OELD gemäß dem beigefügten unabhängigen Anspruch 1 sowie durch 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 einem ersten Beispiel zur Erläuterung 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 einem zweiten Beispiel zur Erläuterung 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 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 Ausführungsform der Erfindung.
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Wie es in den 4A und 4B zu einem Doppeltafel-OELD gemäß dem ersten Beispiel zur Erläuterung 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 angeordnet, 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 des zweiten Beispiels zur Erläuterung der Erfindung ist mit Ausnahme von Strukturen der Gate- und Datenkontaktflecke demjenigen gemäß dem ersten Beispiel zur Erläuterung der Erfindung ähnlich. Daher wird eine detaillierte Erläuterung zu Teilen weggelassen, die solchen bei dem ersten Beispiel zur Erläuterung der Erfindung 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 der 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 dem ersten und zweiten Beispiel zur Erläuterung der Erfindung, 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 Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei dem Korrosionsvorgänge der Gate- und der Datenkontaktflecke minimiert 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 311 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 Ausführungsform der Erfindung näher erläutert, das dem ersten und zweiten Beispiel zur Erläuterung der Erfindung 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 Abdichtmuster 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 Ausführungsform der Erfindung 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 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. 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 356 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 Ausführungsform der Erfindung 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 Fotoresistmuster 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 der oben beschriebenen OELD 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.
