Die Erfindung betrifft eine organische Elektrolumineszenz-Vorrichtung (OELD) und insbesondere eine Oberflächen-Emissionstyp-OELD mit einer hohen Helligkeit.

Im Allgemeinen emittiert eine OELD Licht, indem Elektronen von einer Kathode und Löcher von einer Anode in eine Emissionsschicht injiziert werden, die Elektronen mit den Löchern rekombinieren, ein Exziton erzeugt wird, und das Exziton von einem angeregten Zustand in einen Grundzustand übergeht, wobei Licht emittiert wird. Im Vergleich mit einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD-Vorrichtung), ist für die OELD keine zusätzliche Lichtquelle zum Emittieren von Licht notwendig, da der Übergang des Exzitons zwischen den beiden Zuständen bewirkt, dass Licht emittiert wird. Folglich ist die OELD kleiner und leichter als die LCD-Vorrichtung.

Die OELD weist andere außergewöhnliche Kennzeichen auf, wie zum Beispiel einen geringen Stromverbrauch, eine überragende Helligkeit und eine schnelle Antwortzeit. Folglich wird die OELD als Anzeige für die nächste Generation von Verbraucher-Elektronikanwendungen, wie zum Beispiel Mobiltelefone, Autonavigationssysteme (CNS = car navigation system), persönliche digitale Assistenten (PDA = personal digital assistants), Camcorder, Palmtop-Computer usw. gesehen. Ferner ist die OELD weniger teuer herzustellen als die LCD-Vorrichtung, da das Herstellen der organischen LED mit weniger Prozessschritten durchgeführt wird.

Zusätzlich sind die zwei Typen von OELDs eine Passiv-Matrix-OELD und eine Aktiv-Matrix-OELD. Während sowohl die Passiv- als auch die Aktiv-Matrix-OELDs eine einfache Struktur aufweisen und durch einen einfachen Herstellungsprozess gebildet werden, benötigt die Passiv-Matrix-OELD eine relativ große Strommenge im Betrieb. Zusätzlich ist die Anzeigegröße der Passiv-Matrix-OELD durch die Breite und Dicke von Leitungen begrenzt, die in der Struktur verwendet werden. Ferner sinkt das Öffnungsverhältnis, d.h. das Aperturverhältnis, der Passiv-Matrix-OELD, wenn die Anzahl der Leitungen steigt. Im Gegensatz dazu sind die Aktiv-Matrix-OELDs hocheffizient und sie können ein hochqualitatives Bild auf einer großen Anzeigefläche mit einem relativ geringen Stromverbrauch anzeigen.

Jetzt wird auf 1 Bezug genommen, die eine schematische Querschnittsansicht einer OELD 1 gemäß dem Stand der Technik ist. Wie gezeigt ist, weist die OELD 1 eine erstes und ein zweites Substrat 12 bzw. 28 auf, die einander gegenüberliegen und einen Abstand zueinander aufweisen. Ebenfalls enthalten ist eine Arrayelementschicht 14, die auf dem ersten Substrat 12 gebildet ist. Wie gezeigt, weist die Arrayelementschicht 14 einen Dünnschichttransistor „T" auf. Obwohl es nicht gezeigt ist, weist die Arrayelementschicht 14 ferner eine Gateleitung, eine Datenleitung, die die Gateleitung kreuzt, um einen Pixelbereich „P" zu definieren und eine Spannungsversorgungsleitung, die die Gateleitung oder die Datenleitungen kreuzt, auf. Zusätzlich weist die OELD 1 auch eine erste Elektrode 16 auf der Arrayelementschicht 14, eine organische Elektrolumineszenz (EL)-Schicht 18 auf der ersten Elektrode 16 und eine zweite Elektrode 20 auf der organischen EL-Schicht 18 auf. Zusätzlich ist die erste Elektrode 16 mit dem Dünnschichttransistor „T" gekoppelt. Hier weist die organische EL-Schicht 18 rote (R), grüne (G) und blaue (B) Teilschichten der organischen EL-Schicht in den Pixelbereichen „P" auf.

Zusätzlich wirkt das zweite Substrat 28 als ein Gehäuse-Panel mit einem zurückgestellten Abschnitt 21. Ein Trocknungsmittel 22 ist in den zurückgestellten Abschnitt 21 gepackt, um die OELD 1 vor Feuchtigkeit zu schützen. Ferner ist eine Abdichtstruktur 26 zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat 12 bzw. 28 an einem Umfang davon gebildet, um die beiden Substrate 12 und 28 aneinander zu befestigen.

Als Nächstes ist 2 ein äquivalentes Schaltkreisdiagramm einer herkömmlichen ELD, die in 1 gezeigt ist. Wie in 2 gezeigt ist, ist ein Pixelbereich „P" durch eine Gateleitung 42 und eine Datenleitung 44 definiert, die die Gateleitung 42 kreuzt, die auf einem Substrat 32 gebildet ist. Ebenfalls enthalten ist eine Spannungsversorgungsleitung bzw. Stromversorgungsleitung 55, die mit einem Abstand parallel zu der Gateleitung 42 angeordnet ist und die Datenleitung 44 kreuzt.

Zusätzlich ist ein Schaltelement „T_S" mit den Gate- und Datenleitungen 42 bzw. 44 an einem benachbarten Abschnitt gekoppelt, der die Gate- und Datenleitungen 42 und 44 kreuzt und ein Ansteuerungselement „T_D" ist mit dem Schaltelement „T_S" gekoppelt.

Zum Beispiel ist das Ansteuerungselement „T_D" aus 2 ein p-Dünnschichttransistor. Ferner ist eine Speicherkapazität „CST" zwischen dem Schaltelement „T_S" und dem Ansteuerungselement „T_D" ausgebildet. Eine Drainelektrode 63 des Ansteuerungselements „T_D" ist auch mit einer ersten Elektrode (nicht gezeigt) einer organischen EL-Diode „E" gekoppelt. Zusätzlich ist eine Sourceelektrode 6 des Ansteuerungselements „T_D" mit der Spannungsversorgungsleitung 55 gekoppelt und eine Gateelektrode 68 ist mit der Kapazität CST und dem Schaltelement T_S gekoppelt.

Nachstehend ist der Betrieb der OELD im Detail erklärt. Wenn ein Gatesignal an die Gateelektrode 46 des Schaltelements „T_S" angelegt wird, ändert sich ein gegenwärtiges Signal, das an die Datenleitung 44 angelegt ist, in ein Spannungssignal mittels des Schaltelements „T_S" und es wird an die Gateelektrode 68 des Ansteuerungselements „T_D" angelegt.

Folglich wird das Ansteuerungselement „T_D" angesteuert und der Pegel des Stroms, der an die organische EL-Diode „E" angelegt ist, ist so bestimmt, dass die organische EL-Diode „E" eine Grauwertskala verkörpern kann. Ferner wird der Strom, der an die EL-Diode angelegt ist, aufrechterhalten, bis das nächste Signal angelegt wird, sogar falls das Schaltelement „T_S" in einem AUS-Zustand ist, da das Signal in der Speicherkapazität „CST" zum Aufrechterhalten des Signals der Gateelektrode 68 des Ansteuerungselements „T_D" wirkt.

Als Nächstes ist 3 eine schematische Draufsicht einer herkömmlichen OELD mit Bezugnahme auf ein Pixel. Wie gezeigt, sind das Schaltelement „T_S", das Ansteuerungselement „T_D", das mit dem Schaltelement „T_S" gekoppelt ist, und die Speicherkapazität „CST" auf dem Substrat 32 in dem Pixelbereich „P" ausgebildet. Alternativ können das Schaltelement „T_S" und das Ansteuerungselement „T_D" in einer Vielzahl in dem Pixelbereich „P" ausgebildet sein, in Übereinstimmung mit einer Betriebskenngröße davon.

Zusätzlich weist das Substrat 32 ein transparentes Isolationssubstrat auf, wie zum Beispiel Glas oder ein Plastiksubstrat. Die Gateleitung 42 ist auf dem Substrat 32 gebildet und die Datenleitung 44 kreuzt die Gateleitung 42 zum Definieren des Pixelbereichs „P". Zusätzlich ist in diesem Beispiel eine Spannungsversorgungsleitung 55 parallel zur Datenleitung 44.

Ferner weist das Schaltelement „T_S" die Gateelektrode 46 auf, die mit einer ersten Gateleitung 42 gekoppelt ist, eine Halbleiterschicht 50 über der ersten Gateelektrode 46, eine erste Sourceelektrode 56, die mit der Datenleitung 44 gekoppelt ist, und eine erste Drainelektrode 60, die einen Abstand von der ersten Sourceelektrode 56 aufweist. Das Ansteuerungselement „T_D" weist die zweite Gateelektrode 68, die mit der Drainelektrode 60 gekoppelt ist, eine zweite Halbleiterschicht 62 über der zweiten Gateelektrode 68, die zweite Sourceelektrode 66, die mit der Spannungsversorgungsleitung 55 gekoppelt ist, und die zweite Drainelektrode 63 auf. Insbesondere sind die erste Drainelektrode 60 und die Gateelektrode 68 mittels eines Kontaktlochs 64 einer Isolationsmaterialschicht (nicht gezeigt) gekoppelt.

Ferner ist eine erste Elektrode 36 mit der ersten Drainelektrode 63 in dem Pixelbereich „P" gekoppelt. Obwohl nicht gezeigt, weist die Speicherkapazität „CST" eine erste Speicherelektrode aus dotiertem Silizium, eine zweite Speicherelektrode, die einen Abschnitt der Spannungsversorgungsleitung 55 belegt, und eine Isolationsmaterialschicht (nicht gezeigt) zwischen der ersten und der zweiten Speicherelektrode auf.

Jetzt wird auf 4 Bezug genommen, die eine schematische Querschnittsansicht der herkömmlichen OELD ist, die entlang der „IV-IV"-Linie in 3 genommen ist. In 4 ist die zweite Halbleiterschicht 62 auf dem Substrat 32 ausgebildet, eine Gateisolationsschicht „GI" ist auf der zweiten Halbleiterschicht 62 ausgebildet, die Gateelektrode 68 ist auf der Gateisolationsschicht „GI" über der zweiten Halbleiterschicht 62 ausgebildet, und eine Zwischenisolationsschicht „IL" ist auf der Gateelektrode 68 ausgebildet und weist erste und zweite Kontaktlöcher „C1" und „C2" auf, die beide Endabschnitte der zweiten Halbleiterschicht 62 freilegen. Die Source- und Drainelektroden 66 und 63 sind auf der Zwischenisolationsschicht „IL" ausgebildet und mit der zweiten Halbleiterschicht 62 über das erste und das zweite Kontaktloch „C1" bzw. „C2" gekoppelt.

Eine Passivierungsschicht 68 ist ebenfalls auf der zweiten Sourceelektrode 66 bzw. der zweiten Drainelektrode 63 ausgebildet und weist ein Drain-Kontaktloch „C3" auf, die einen Abschnitt der Drainelektrode 63 freilegt. Die erste Elektrode 36 ist mit der Drainelektrode 63 über das Drain-Kontaktloch „C3" gekoppelt, die organische EL-Schicht 38 ist auf der erste Elektrode 36 ausgebildet und eine zweite Elektrode 80 ist auf der organischen EL-Schicht 38 ausgebildet. Die erste Elektrode 36, die organische EL-Schicht 38 und die zweite Elektrode 80 bilden die organische EL-Diode „E". Ferner ist das Ansteuerungselement „T_D" ein n-TFT und die erste Elektrode 36 und die zweite Elektrode 80 sind jeweils eine Kathode bzw. eine Anode. Alternativ ist das Ansteuerungselement „T_D" ein p-TFT und die erste Elektrode 36 und die zweite Elektrode 80 sind jeweils eine Anode bzw. eine Kathode.

Zusätzlich sind die Speicherkapazität „CST" und das Ansteuerungselement „T_D" in einer Reihe angeordnet. Hier ist die Sourceelektrode 66 mit der zweiten Speicherelektrode gekoppelt und die erste Speicherelektrode 35 ist unter der zweiten Speicherelektrode 34 angeordnet.

5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Emissionsbereichs des Standes der Technik. In 5 weist der Emissionsbereich der OELD 1 die Anode 36 auf dem Substrat 32, eine Löcher-Injektionsschicht 38a auf der Anode 36, eine Löcher-Transportschicht 38b auf der Löcher-Injektionsschicht 38a, eine Emissionsschicht 38c auf der Löcher-Transportschicht 38b, eine Elektronen-Transportschicht 38d auf der Emissionsschicht 38c, eine Elektronen-Injektionsschicht 38e auf der Elektronen-Transportschicht 38d und die Kathode 80 auf der Elektronen-Injektionsschicht 38e auf. Diese Schichten sind aufeinanderfolgend auf der Anode 36 schichtweise aufgetragen.

Zusätzlich wirken die Löcher-Transportschicht 38b und die Elektronen-Transportschicht 38d zum Transportieren von Löchern und Elektronen zur Emissionsschicht 38c zum Verbessern der Emissionseffizienz. Ferner wirkt die Löcher-Injektionsschicht 38c zwischen der Anode 36 und der Löcher-Transportschicht 38b zum Reduzieren einer Löcher-Injektionsenergie und die Elektronen-Injektionsschicht 38e zwischen der Kathode 80 und der Elektronen-Transportschicht 38d wirkt zum Reduzieren einer Elektronen-Injektionsenergie, wodurch die Emissionseffizienz erhöht wird und die Ansteuerungsspannung der OELD verringert wird.

Ferner ist die Kathode 80 aus einem Material wie zum Beispiel Kalzium (Ca), Aluminium (Al), Magnesium (Mg), Silber (Ag) oder Lithium (Li) gebildet. Zusätzlich weist die Anode 36 ein transparentes leitfähiges Material wie zum Beispiel Indiumzinnoxid (ITO) auf. Folglich können Schichten unter der Anode 36 beschädigt werden, da die Anode 36 aus einem transparenten leitfähigen Material, wie zum Beispiel ITO gebildet ist, das durch Sputtern abgeschieden ist. Folglich ist die Anode nicht auf der Emissionsschicht 38 ausgebildet, um eine Beschädigung der Emissionsschicht 38 zu verhindern.

Folglich ist der wesentliche Aperturbereich (bzw. Öffnungsbereich) aufgrund des Arrayelements (nicht gezeigt) unter der Anode 36 begrenzt, wenn Licht von der Emissionsschicht 38 in Richtung der Anode 36 emittiert wird, die unter der Emissionsschicht 38 gebildet ist. Folglich ist die Helligkeit herabgesetzt aufgrund des Arrayelements, da die herkömmliche OELD eine Boden-Emissionstyp-OELD ist. Ferner sind Entwurfsmöglichkeiten, um den Aperturbereich des Arrayelements zu minimieren, begrenzt. Auch ist, da das Ansteuerungselement aus einem p-Typ-Polysiliziumtyp in Verbindung mit der Struktur der organischen EL-Diode ausgewählt ist, der Arrayprozess kompliziert und der Produktausstoß verringert.

Folglich ist es ein Ziel der Erfindung, die obengenannten und weiter Probleme zu lösen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine OELD und ein Herstellungsverfahren derselben bereitzustellen, die als Oberflächen-Emissionstyp-OELD mit einer verbesserten Helligkeit angesteuert werden können.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine OELD und ein Herstellungsverfahren derselben bereitzustellen, die ein Arrayelement aufweisen, das durch einen einfachen Prozess gebildet ist, der Herstellungskosten reduziert.

Noch ein weiters Ziel der Erfindung ist es, eine OELD und ein Herstellungsverfahren derselben bereitzustellen, die Oxidation der Kathode verhindern, um dadruch einen Ansteuerungsdefekt der OELD zu verhindern.

Um diese und andere Vorteile zu erreichen und in Übereinstimmung mit dem Zweck der Erfindung, wie er ausgeführt und ausführlich hierin beschrieben ist, stellt die Erfindung in einem Aspekt eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung bereit, die ein Schaltelement und ein Ansteuerungselement, das mit dem Schaltelement gekoppelt ist, auf einem Substrat, das einen Pixelbereich aufweist, eine Kathode, die mit dem Ansteuerungselement gekoppelt ist, wobei die Kathode Molybdän aufweist, eine Emissionsschicht auf der Kathode und eine Anode auf der Emissionsschicht aufweist.

Gemäß einem weiteren Aspekt, stellt die Erfindung ein Herstellungsverfahren einer organischen Elektrolumineszenzvorrichtung bereit, das die Schritte aufweist: Bilden eines Schaltelements und eines Ansteuerungselements, das mit dem Schaltelement gekoppelt ist, auf einem Substrat, das einen Pixelbereich aufweist, Bilden und Verbinden einer Kathode mit dem Ansteuerungselement, wobei die Kathode Molybdän aufweist, Bilden einer Emissionsschicht auf der Kathode und Bilden einer Anode auf der Emissionsschicht. Die Erfindung stellt auch ein Herstellungsverfahren für OELD-Vorrichtung bereit.

Diese und andere Ziele der Patentanmeldung werden aus der nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung offensichtlicher. Jedoch sollte verstanden werden, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung angeben, nur zur beispielhaften Darstellung angegeben sind, da verschiedene Änderungen und Modifikationen im Geist und Umfang der Erfindung Fachleuten aus dieser detaillierten Beschreibung offensichtlich werden.

Die begleitenden Zeichnungen, die enthalten sind, um eine weiteres Verständnis der Erfindung zu schaffen, und in dieser Beschreibung enthalten sind und einen Teil davon bilden, stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erklären der Prinzipien der Erfindung. Die Zeichnung besteht aus folgenden Figuren, wobei

1 eine schematischen Querschnittsansicht einer herkömmlichen OELD ist;

2 ein äquivalentes Schaltkreisdiagramm einer herkömmlichen OELD ist;

3 eine schematischen Draufsicht der herkömmlichen OELD mit Bezugnahme auf einen Pixelbereich ist;

4 eine schematischen Querschnittsansicht der herkömmlichen OELD ist, die entlang der „IV-IV"-Linie in 3 genommen ist.

5 eine schematischen Querschnittsansicht eines Emissionsbereichs der herkömmlichen OELD ist;

6 eine schematischen Querschnittsansicht einer OELD gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;

7 eine schematische Draufsicht eines Arraysubstrats einer OELD gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;

8A, 8B, 8C und 8D schematische Querschnittsansichten einer OELD sind, die entlang den Linien „VIIIa-VIIIa", „VIIIb-VIIIb", „VIIIc-VIIIc" und „VIIId-VIIId" in 7 genommen sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

9A bis 9G schematische Querschnittsansichten gemäß einem Herstellungsprozess einer OELD sind, die entlang der „VIIIa-VIIIa"-Linie in 7 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung genommen sind;

10A bis 10G schematische Querschnittsansichten gemäß einem Herstellungsprozess einer OELD, die entlang der „VIIIb-VIIIb"-Linie in 7 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung genommen sind;

11A bis 11G schematische Querschnittsansichten gemäß einem Herstellungsprozess einer OELD, die entlang der „VIIIc-VIIIc"-Linie in 7 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung genommen sind; und

12A bis 12G schematische Querschnittsansichten gemäß einem Herstellungsprozess einer OELD, die entlang der „VIIId-VIIId"-Linie in 7 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung genommen sind.

Es wird jetzt im Detail auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele Bezug genommen, wovon Beispiel in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind.

Zuerst wird auf 6 Bezug genommen, die eine schematische Querschnittsansicht einer OELD gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist. Wie in 6 gezeigt ist, weist die OELD „EL" ein Array-Element (nicht gezeigt) auf einem Substrat 100, eine Kathode 200 auf dem Array-Element, eine Elektronen-Injektionsschicht 202 auf der Kathode 200, eine Elektronen-Transportschicht 204 auf der Elektronen-Injektionsschicht 202, eine Emissionsschicht 206 auf der Elektronen-Transportschicht 204, eine Löcher-Transportschicht 208 auf der Emissionsschicht 206, eine Löcher-Injektionsschicht 210 auf der Löcher-Transportschicht 208 und eine Anode 214 über der Löcher-Injektionsschicht 210 auf.

Ferner kann eine Pufferschicht 212 zwischen der Löcher-Injektionsschicht 210 und der Anode 214 angeordnet sein, um Schaden an der Löcher-Injektionsschicht 210 während eines Abscheideprozesses durch Sputtern der Anode 214 aus ITO oder IZO zu verhindern. Zum Beispiel kann die Pufferschicht 212 ein organisches Molekülmaterial für die Löcher-Injektionsschicht aufweisen. Insbesondere kann die Pufferschicht 212 aus einem organischen monomolekularen Material mit einer kristallinen Eigenschaft und einem Oxid einschließlich Vanadiumpentoxid (V₂O₅) ausgewählt sein. Das organische monomolekulare Material weist auch Kupfer-Phthalocyanine (CuPc) auf. Genauer gesagt, kann CuPc relativ dünn ausgebildet sein und eine niedrige Schwellenspannung und eine hohe Mobilität aufweisen.

Zusätzlich weist die Anode 214 ein transparentes leitfähiges Material, wie zum Beispiel ITO oder IZO auf, und die Kathode 200 weist Molybdän (Mo) auf. Allgemein wird das metallische Material mit einer niedrigen Austrittsarbeit leicht oxidiert, indem es während des Maskenprozesses Feuchtigkeit und Luft ausgesetzt wird, obwohl die Kathode 200 aus einem metallischen Material mit einer niedrigen Austrittsarbeit ausgewählt ist, wie zum Beispiel Kalzium (Ca), Aluminium (Al), Magnesium (Mg), Silber (Ag) oder Lithium (Li). Folglich weist die Kathode 200 Mo mit einer Anti-Oxidations-Charakteristik auf, oder sie kann weiter eine Pufferschicht zwischen der Kathode 200 und der Elektronen-Injektionsschicht 202 aufweisen. Insbesondere kann die Pufferschicht geätzt werden, wenn eine Passivierungsschicht (nicht gezeigt) auf der Pufferschicht strukturiert wird, um die Kathode 200 und die Drainelektrode des Ansteuerungselements „T_D" zu verbinden.

Wie oben erklärt ist, ist die OELD ein Oberflächen-Emissionstyp, da die Anode 214 auf der Oberfläche der OELD gebildet ist, wodurch ein Apertur- bzw. Öffnungsverhältnis verbessert wird. Auch ist, obwohl nicht gezeigt, die Kathode 200 mit einer Drainelektrode eines Ansteuerungselements gekoppelt, das ein n-Typ-TFT ist, wodurch die Anzahl von Herstellungsprozessschritten reduziert wird und folglich die Herstellungskosten reduziert werden. Ferner werden Prozessdefekte vermieden, da die Oxidation der Kathode 200 verhindert wird.

Als Nächstes ist 7 eine schematische Draufsicht eines Arraysubstrats eines OELD-„EL" gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 7 sind das Schaltelement „T_S" und das Ansteuerungselement „T_D", das mit dem Schaltelement „T_S" gekoppelt ist, auf dem Substrat 100 in einem Pixelbereich „P" gebildet.

Das Schaltelement „T_S" kann ein n-Dünnschichttransistor (n-TFT) mit einer ersten Gateelektrode 102, einer ersten Halbleiterschicht 118, einer ersten Sourceelektrode 122a und einer ersten Drainelektrode 122b sein. Zusätzlich ist das Ansteuerungselement „T_D" ein n-TFT mit einer zweiten Gateelektrode 104, einer zweiten Halbleiterschicht 120, einer zweiten Sourceelektrode 124a und einer zweiten Drainelektrode 124b. Insbesondere ist das Ansteuerungselement „T_D" mit dem Schaltelement „T_S" gekoppelt, indem die zweite Gateelektrode 104 mit der ersten Drainelektrode 122b gekoppelt ist.

Hier weisen die erste Halbleiterschicht 118 und die zweite Halbleiterschicht 120 amorphes Silizium auf und das Schaltelement „T_S" und das Ansteuerungselement „T_D" sind als Struktur gebildet, um eine Betriebscharakteristik der OELD zu verbessern. Zum Beispiel weist die erste Sourceelektrode 122a eine „U"-Form auf und die erste Drainelektrode 122b weist eine Stabform auf, die sich in die erste Sourceelektrode 122a erstreckt und von der Elektrode 122a getrennt ist. Ebenfalls weist die zweite Sourceelektrode 124a eine Ringform auf und die zweite Drainelektrode 124b weist eine Kreisform auf, die innerhalb der zweiten Sourceelektrode 124a enthalten ist, und davon getrennt ist.

Durch die Kanalstrukturen des Schaltelements „T_S" und des Ansteuerungselements „T_D" ist die Kanallänge (nicht gezeigt) reduziert, und die Kanalbreite (nicht gezeigt) ist vergrößert, wodurch die Kanalbreite maximiert ist und die Erwärmung der OELD minimiert wird.

Zusätzlich ist eine Gateleitung 106 auf dem Substrat 100 in einer ersten Richtung gebildet und mit der ersten Gateelektrode 102 gekoppelt, um ein Abtastsignal an die erste Gateelektrode 102 anzulegen. Eine Datenleitung 126 kreuzt die Gateleitung 106 um den Pixelbereich „P" zu definieren, und ist mit der erste Sourceelektrode 122a gekoppelt, um ein Datensignal an die erste Sourceelektrode 122a anzulegen. Zusätzlich ist eine Spannungsversorgungsleitung 110 parallel zur Gateleitung 106, die davon getrennt ist.

Ferner sind ein Gatepad 108, ein Datenpad 128 und ein Spannungsversorgungspad 114 jeweils an Endabschnitten der Gateleitung 106, der Datenleitung 126 bzw. der Spannungsversorgungsleitung 110 gebildet. Ferner sind ein Gatepad-Anschluss 138, ein Datenpad-Anschluss 142 und ein Spannungsversorgungspad-Anschluss 140 jeweils mit dem Gatepad 108, dem Datenpad 128 bzw. dem Spannungsversorgungspad 114 gekoppelt. Zum Beispiel weisen der Gatepad-Anschluss 138, der Datenpad-Anschluss 142 und der Spannungsversorgungspad-Anschluss 140 ein transparentes leitfähiges Material, wie zum Beispiel Indiumzinnoxid (ITO) oder Indiumzinkoxid (IZO) auf.

Gleichzeitig, obwohl nicht gezeigt, weist eine Speicherkapazität „Cst" eine erste Speicherelektrode, die sich von der ersten Drainelektrode 122b erstreckt, eine zweite Speicherelektrode, die sich von der Spannungsversorgungsleitung 110 erstreckt, und eine Isolationsschicht zwischen der ersten Speicherelektrode und der zweiten Speicherelektrode auf. Mit anderen Worten, die erste Speicherelektrode, die Isolationsschicht und die zweite Speicherelektrode sind im Wesentlichen als Schichten ausgebildet.

Zusätzlich ist eine Kathode 132 als erste Elektrode mit der zweiten Drainelektrode 124b gekoppelt. Obwohl nicht gezeigt, ist eine Emissionsschicht auf der Kathode 138 gebildet und eine Anode ist als zweite Elektrode auf der Emissionsschicht gebildet.

Als Nächstes sind die 8A, 8B, 8C und 8D schematischen Querschnittsansichten einer organischen ELD, die entlang der Linien „VIIIa-VIIIa", „VIIIb-VIIIb", „VIIIc-VIIIc" und „VIIId-VIIId" in 7 genommen sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Genauer, 8 stellt einen Schaltbereich „S", einen Ansteuerungsbereich „D" und einen Speicherbereich „C" dar, die auf dem Substrat 100 gebildet sind. Die 8B, 8C und 8D stellen einen Gatebereich „GA", einen Spannungsversorgungsbereich „VA" parallel zu dem Gatebereich „GA" und einen Datenbereich „DA" senkrecht zu dem Gatebereich „GA" und dem Spannungsversorgungsbereich „VA" dar.

Wie in 8A gezeigt ist, sind das Schaltelement „T_S" und das mit dem Schaltelement „T_S" gekoppelte Ansteuerungselement „T_D" jeweils in dem Schaltbereich „S" bzw. dem Ansteuerungsbereich „D" gebildet. Ferner weist, wie oben mit Bezugnahme auf 7 diskutiert und wie in 8A gezeigt ist, das Schaltelement „T_S" die erste Gateelektrode 102, die erste Halbleiterschicht 118, die erste Sourceelektrode 122a und die erste Drainelektrode 122b auf. Ferner weist das Ansteuerungselement „T_D" die zweite Gateelektrode 104, die zweite Halbleiterschicht 120, die zweite Sourceelektrode 124a und die zweite Drainelektrode 124b auf. Wie in 7 gezeigt ist, ist die Gateleitung 106 entlang einer ersten Richtung auf dem Substrat 100 gebildet, die Spannungsversorgungsleitung 110 ist dazu parallel und von der Gateleitung 106 getrennt, und die Datenleitung 126 kreuzt die Gateleitung 106, um den Pixelbereich „P" zu definieren.

Wie in 8A nicht genau gezeigt ist, erstreckt sich in dem Speicherbereich „C" eine erste Speicherelektrode von der ersten Drainelektrode 122b und eine zweite Speicherelektrode erstreckt sich von der Spannungsversorgungsleitung 110. Ferner ist eine Gateisolationsschicht 116 auf der ersten Speicherelektrode angeordnet. Zusätzlich ist, wie in 8A gezeigt ist, die Kathode 132 mit der zweiten Drainelektrode 124b gekoppelt, eine Emissionsschicht 146 ist auf der Kathode 132 gebildet und eine Anode 150 ist auf der Emissionsschicht 146 gebildet. Zusätzlich weist die Kathode 132 ein durchsichtiges metallisches Material auf, und die Anode 150 weist ein transparentes leitfähiges Material auf. Das heißt, die OELD „EL" wird als Oberflächen-Emissionstyp angesteuert, so dass das Licht von der Emissionsschicht 146 in Richtung der Anode 150 übertragen wird.

Die zweite Gateelektrode 104 ist auch über ein Kontaktloch der Gateisolationsschicht 116 mit der ersten Drainelektrode 122b gekoppelt und die zweite Sourceelektrode 124a ist mit der Spannungsversorgungsleitung 110 gekoppelt (wie in 7 gezeigt ist). Ferner ist eine Passivierungsschicht 144 auf der Kathode 128 an einer Grenze zwischen den Pixelbereichen „P" gebildet, so dass verhindert wird, dass sich die Emissionsschicht 146 in den Pixelbereichen „P" berührt.

Ferner sind, wie in 7 gezeigt ist, das Gatepad 108, das Datenpad 128 und das Spannungsversorgungspad 114 jeweils an Endabschnitten der Gateleitung 106, der Datenleitung 126 bzw. der Spannungsversorgungsleitung 110 gebildet. Zusätzlich sind der Gatepad-Anschluss 138, der Datenpad-Anschluss 142 und der Spannungsversorgungspad-Anschluss 140 jeweils mit dem Gatepad 108, dem Datenpad 128 bzw. dem Spannungsversorgungspad 114 gekoppelt. Die 8B, 8C und 8D stellen jeweils den Gatepad 108, den Spannungsversorgungspad 114 bzw. den Datenpad 128 im Querschnitt dar.

Ferner weist die Kathode Molybdän (Mo) auf. Alternativ kann eine Pufferschicht (nicht gezeigt) zwischen der Kathode 132 aus einem metallischen Material mit einer niedrigen Austrittsarbeit und der Emissionsschicht 146, in der die Pufferschicht Molybdän (Mo) aufweist, gebildet werden. In dem letzten Fall wird die Pufferschicht geätzt, um die Kathode 132 freizulegen, wenn die Passivierungsschicht 144 strukturiert ist.

Als Nächstes wird auf die 9A-9G, 10A-10G, 11A-11G und 12A-12G Bezug genommen, die schematische Querschnittsansichten gemäß einem Herstellungsprozess einer OELD sind, und entlang der Linien „VIIIa-VIIIa", „VIIIb-VIIIb", „VIIIc"-„VIIIc" und „VIIId-VIIId"-Linien in 7 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung genommen sind. Auf 7 wird auch in dieser Beschreibung Bezug genommen.

Wie in den 7 und 9A gezeigt ist, sind der Pixelbereich „P", der Schaltbereich „S", der Ansteuerungsbereich „D" und der Speicherbereich „C" auf dem Substrat 100 gebildet. Die 10A, 11A und 12A stellen jeweils den Gatebereich „GA", den Spannungsversorgungsbereich „VA" bzw. den Datenbereich „DA" dar. Der Datenbereich „DA" und der Gatebereich „GA" definieren den Pixelbereich „P", und der Spannungsversorgungsbereich „VA" ist in einem Bereich parallel zu dem Gatebereich „GA" angeordnet. Ferner sind, wie in 9A gezeigt ist, die erste Gateelektrode 102 und die zweite Gateelektrode 104 gebildet, indem ein Material, das Aluminium (Al), Aluminiumlegierung, wie zum Beispiel Aluminium-Neodym (AlNd), Chrom (Cr), Mo, Kupfer (Cu) oder Titan (Ti) aufweist, jeweils in dem Schaltbereich „S" und dem Ansteuerungsbereich „D" abgeschieden und strukturiert wird. In dem Gatebereich „GA" ist, wie in 7 gezeigt ist, die Gateleitung 106 mit der ersten Gateelektrode 102 gekoppelt und auf dem Substrat 100 gebildet, und der Gatepad 108 ist am Endabschnitt der Gateleitung 106 gebildet. Ferner ist die Spannungsleitung 110 in dem Spannungsversorgungsbereich „VA" gebildet und der Spannungsversorgungspad 114 ist am Endabschnitt der Spannungsversorgungsleitung 110 gebildet. Die erste Speicherelektrode 112, die sich von der Spannungsversorgungsleitung 110 erstreckt, ist in dem Speicherbereich „C" gebildet.

Als Nächstes wird, wie in den 9A, 10A, 11A und 12A gezeigt ist, die Gateisolationsschicht 116 gebildet, indem ein anorganisches Isolationsmaterial wie zum Beispiel Siliziumnitrid (SiNx) oder Siliziumoxid (SiOx) auf der ersten Gateelektrode 102, der zweiten Gateelektrode 104 und der zweiten Speicherelektrode 112 abgeschieden wird. Siehe auch die 10B, 11B und 11C.

Als Nächstes werden eine erste aktive Schicht 118a und eine zweite aktive Schicht 120a gebildet, indem intrinsisches amorphes Silizium auf der Gateisolationsschicht 116 jeweils in dem Schaltbereich „S" bzw. dem Ansteuerungsbereich „D" abgeschieden wird. Nacheinander werden eine erste ohmsche Kontaktschicht 118b und eine zweite ohmsche Kontaktschicht 120b gebildet, indem dotiertes amorphes Silizium jeweils auf der ersten aktiven Schicht 118a bzw. der zweiten aktiven Schicht 120a abgeschieden wird. Hier bilden die erste aktive Schicht 118a und die erste ohmsche Kontaktschicht 118b eine erste Halbleiterschicht 118, und die zweite aktive Schicht 120a und die zweite ohmsche Kontaktschicht 120b bilden eine zweite Halbleiterschicht 120.

Als Nächstes werden, wie in 9A gezeigt ist, erste und zweite Kontaktlöcher „CH1" und „CH2" gebildet, indem die Gateisolationsschicht 116 geätzt wird, um einen Abschnitt der zweiten Gateelektrode 104 und einen Abschnitt der ersten Speicherelektrode 112 freizulegen. Wie in 9B gezeigt ist, werden die erste Sourceelektrode 122a und die erste Drainelektrode 122b, die zweite Sourceelektrode 124a und die zweite Drainelektrode 124b und die Datenleitung 126 (aus 7) gebildet, indem ein leitfähiges metallisches Material, wie zum Beispiel das gleiche Material wie das der Gateleitung 106, jeweils in dem Schaltbereich „S", dem Ansteuerungsbereich „D" bzw. dem Speicherbereich „C" abgeschieden wird. Ferner erstreckt sich die zweite Speicherelektrode 122c von der ersten Drainelektrode 122b, die zweite Gateelektrode 104 ist mit der ersten Drainelektrode 122b über das erste Kontaktloch „CH1" gekoppelt, und die zweite Drainelektrode 124b ist mit der zweiten Speicherelektrode 122c über das zweite Kontaktloch „CH2" gekoppelt.

Als Nächstes wird ein Abschnitt der ersten ohmschen Kontaktschicht 118b zwischen der ersten Sourceelektrode 122a und der ersten Drainelektrode 122b entfernt, um einen Abschnitt der ersten aktiven Schicht 118a freizulegen, der dem Abschnitt der ersten ohmschen Kontaktschicht 118b entspricht. Ferner wird ein Abschnitt der zweiten ohmschen Kontaktschicht 120b zwischen der zweiten Sourceelektrode 124a und der zweiten Drainelektrode 124b entfernt, um einen Abschnitt der zweiten aktiven Schicht 120a freizulegen, der dem Abschnitt der zweiten ohmschen Kontaktschicht 120b entspricht. Hier wirken die freigelegte erste aktive Schicht 118a und die zweite aktive Schicht 120a als aktiver Kanal (nicht gezeigt). Zusätzlich kann, wie in 7 gezeigt ist, zum Reduzieren einer Kanallänge und zum Vergrößern einer Kanalbreite, die erste Sourceelektrode 122a eine „U"-Form aufweisen und die erste Drainelektrode 122b Stabform aufweisen. Alternativ kann die zweite Sourceelektrode 124a Ringform aufweisen und die zweite Drainelektrode 124b kann Kreisform aufweisen.

Zusätzlich bilden die erste Gateelektrode 102, die erste Halbleiterschicht 118, die erste Sourceelektrode 122a und die erste Drainelektrode 122b das Schaltelement „T_S". Ebenfalls bilden die zweite Gateelektrode 104, die zweite Halbleiterschicht 120, die zweite Sourceelektrode 124a und die zweite Drainelektrode 124b das Ansteuerungselement „T_D".

Als Nächstes wird in 9C die erste Passivierungsschicht 130 gebildet, indem ein anorganisches Isolationsmaterial auf dem Schaltelement „T_S" und dem Ansteuerungselement „T_D" abgeschieden. In diesem Schritt wird ein drittes Kontaktloch „CH3" gebildet, indem die erste Passivierungsschicht 130 geätzt wird, zum Freilegen eines Abschnitts der zweiten Drainelektrode 124b. Gleichzeitig werden vierte, fünfte und sechste Kontaktlöcher „CH4", „CH5" und „CH6" gebildet, indem die erste Passivierungsschicht 130 geätzt wird, um Abschnitte des Gatepads 108, des Spannungsversorgungspads 114 und des Datenpads 128 freizulegen (siehe auch 10B, 11C und 12C).

In 9D wird die Kathode 132 gebildet, indem Kalzium (Ca), Aluminium (Al), Magnesium (Mg), Silber (Ag) oder Lithium (Li) auf dem Ansteuerungselement „T_D" abgeschieden wird. Insbesondere ist die Kathode 132 mit der zweiten Drainelektrode 124b über das dritte Kontaktloch „CH3" gekoppelt. In diesem Schritt werden der Gatepad-Anschluss 138, der Spannungsversorgungspad-Anschluss 140 und der Datenpad-Anschluss 142 unter Verwendung des gleichen Materials wie das der Kathode 132 und das gleiche Material wie das der ersten Pufferschicht 134 jeweils auf dem Gatepad-Anschluss 138, dem Spannungsversorgungspad-Anschluss 140 und dem Datenpad-Anschluss 142 gebildet. Siehe auch 11C.

Als Nächstes werden in den 9D, 10D, 11D und 11C erste, zweite, dritte und vierte Pufferschichten 134, 139, 141 und 143 gebildet, indem Molybdän (Mo) jeweils auf der Kathode 132, dem Gatepad-Anschluss 138, dem Spannungsversorgungs-Anschluss 140 bzw. dem Datenpad-Anschluss 142 abgeschieden wird.

Da die zweite, die dritte und die vierte Pufferschicht 139, 141 und 143 durch das vierte, das fünfte und das sechste Kontaktloch „CH4", „CH5" bzw. „CH6" geätzt werden, werden der Gatepad-Anschluss 138, der Spannungsversorgungspad-Anschluss 140 und der Datenpad-Anschluss 142 jeweils mit dem Gatepad 108, dem Spannungsversorgungspad 114 bzw. dem Datenpad 128 mittels des vierten Kontaktlochs „CH4", des fünften Kontaktlochs „CH5" bzw. des sechsten Kontaktlochs „CH6" gekoppelt. In den 9E, 10E, 11E und 12E wird die zweite Passivierungsschicht 144 gebildet, indem ein anorganisches Isolationsmaterial auf dem Gatepad-Anschluss 138, dem Spannungsversorgungspad-Anschluss 140 und dem Datenpad-Anschluss 142 abgeschieden wird.

Als Nächstes wird in 9F, 10F, 11F und 12F die zweite Passivierungsschicht 144 geätzt, um den Gatepad-Anschluss 138, den Spannungsversorgungspad-Anschluss 140 und den Datenpad-Anschluss 142 freizulegen. Durch diesen Schritt bleibt die zweite Passivierungsschicht 144 an Grenzen zwischen den Pixelbereichen „P" zurück. Folglich wird keine Oxidationsreaktion auf der Oberfläche der Kathode 132 erzeugt, bevor die zweite Passivierungsschicht 144 strukturiert wird, da die erste Pufferschicht 134 die Kathode 132 bedeckt. In ähnlicher Weise bedecken die zweite, dritte und vierte Pufferschicht 139, 141 und 143 jeweils den Gatepad-Anschluss 138, den Spannungsversorgungspad-Anschluss 140 bzw. den Datenpad-Anschluss 142. Folglich wird eine Oxidationsreaktion verhindert.

In den 9G, 10G, 11G und 12G wird die Emissionsschicht 146 über der Kathode 132 gebildet. Ferner weist, wie in 9G gezeigt ist, die OELD die Elektronen-Injektionsschicht „EIL" auf der Kathode 132, die Elektronen-Transportschicht „ETL" auf der Elektronen-Injektionsschicht „EIL", die Löcher-Transportschicht „HTL" auf der Emissionsschicht 146, die Löcher-Injektionsschicht „HIL" auf der Löcher-Transportschicht „HTL" und die zweite Pufferschicht 148 auf der Injektionsschicht „HIL" auf. Zusätzlich weist die Emissionsschicht 146 rote (R), grüne (G) und blaue (B) Emissions-Teilschichten auf. In jedem der Beispiele ist die Emissionsschicht 146 in allen Pixelbereichen „P" angeordnet.

Als Nächstes wird, wie in 9G gezeigt ist, die Anode 150 gebildet, indem ein transparentes leitfähiges Material wie zum Beispiel Indiumzinnoxid (ITO) oder Indiumzinkoxid (IZO) auf der zweiten Pufferschicht 148 abgeschieden und strukturiert wird. Folglich wird durch den oben beschriebenen Prozess die organische Oberflächen-Emissionstyp-ELD hergestellt.

Zusätzlich ist die OELD gemäß der Erfindung eine invertierte Struktur, so dass eine Kathode aus einem durchsichtigen Material als untere Elektrode abgeschieden wird und eine Anode aus einem transparenten leitfähigen Material als obere Elektrode abgeschieden wird, um eine Oberflächen-Emissionstyp-OELD zu bilden, wodurch ein verbessertes Aperturverhältnis erreicht wird, ohne den Entwurf des Arrayelements zu beeinflussen. Ferner sind die Schalt- und Ansteuerungselemente n-Typ-Elemente, wodurch die Anzahl von Einzelprozessen und die Herstellungskosten herabgesetzt werden und die Stabilität des Schaltkreises erhöht wird. Insbesondere wird auch ein Ansteuerungsdefekt vermieden, da die Oxidationsreaktion der Kathode vermieden wird.