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特表2018-515901大面積ＯＬＥＤマイクロディスプレイおよびその製造方法

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2018-515901(P2018-515901A)

(43)【公表日】2018年6月14日

(54)【発明の名称】大面積ＯＬＥＤマイクロディスプレイおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

H05B 33/12 20060101AFI20180518BHJP

H01L 51/50 20060101ALI20180518BHJP

H01L 27/32 20060101ALI20180518BHJP

H05B 33/10 20060101ALI20180518BHJP

G02B 5/20 20060101ALI20180518BHJP

G09F 9/30 20060101ALI20180518BHJP

G09F 9/40 20060101ALI20180518BHJP

G09F 9/00 20060101ALI20180518BHJP

【ＦＩ】

H05B33/12 B

H05B33/14 A

H01L27/32

H05B33/12 E

H05B33/10

G02B5/20 101

G09F9/30 338

G09F9/30 349B

G09F9/30 365

G09F9/40 301

G09F9/00 338

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2018-509736(P2018-509736)

(86)(22)【出願日】2016年5月2日

(85)【翻訳文提出日】2017年12月26日

(86)【国際出願番号】US2016030414

(87)【国際公開番号】WO2016179092

(87)【国際公開日】20161110

(31)【優先権主張番号】62/155,821

(32)【優先日】2015年5月1日

(33)【優先権主張国】US

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US

(71)【出願人】

【識別番号】517381843

【氏名又は名称】イマジン・コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部達彦

(72)【発明者】

【氏名】アマルクマール・ピー・ゴーシュ

(72)【発明者】

【氏名】アンドリュー・ジー・スカリー・ジュニア

(72)【発明者】

【氏名】イーホリ・ワチク

(72)【発明者】

【氏名】ハリソン・クォン

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・ホ

(72)【発明者】

【氏名】アンドリュー・ローズン

【テーマコード（参考）】

2H148

3K107

5C094

5G435

【Ｆターム（参考）】

2H148BG06

2H148BH25

2H148BH28

3K107AA01

3K107BB01

3K107CC33

3K107CC35

3K107CC42

3K107CC45

3K107DD02

3K107DD03

3K107EE02

3K107EE04

3K107EE07

3K107EE22

3K107FF13

3K107FF15

3K107GG12

3K107GG54

3K107HH05

5C094AA03

5C094AA05

5C094AA14

5C094AA43

5C094BA03

5C094BA27

5C094DA01

5C094ED03

5C094FA02

5C094FA04

5C094FB14

5C094GB01

5C094JA09

5G435AA01

5G435AA17

5G435CC09

5G435CC12

5G435GG12

5G435KK05

(57)【要約】

本発明の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置は、第１の配列を有する複数の発光素子を含むカラー発光層と、電子回路層とを有して提供される。電子回路層は、各々が電極コンタクトを含む、複数の画素駆動回路を含む。電子回路層は、複数の独立してアクセス可能な副領域を含み、各々の副領域は、単一レクチル露光を用いて形成された電極コンタクトの同一のパターンを含む。各々の副領域は、平面内で異なる向きを有し、発光素子の第１の配列が、パターニングされた電子回路層に電気的に接続されるようにする。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の発光素子を有する発光層と、
複数の独立してアドレス指定可能なディスプレイパネルを有する電子回路層とを含み、
各パネルが、同一にパターニングされ、異なる向きに配列され、動作可能に発光層に接続されている、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ。

【請求項2】

発光層が、カラー発光層全体にわたって垂直方向に反復する順序で配置される発光素子のアレイを含む、請求項１に記載のＯＬＥＤディスプレイ。

【請求項3】

電子回路層が、単一のレクチル露光を用いてパターニングされる、請求項１に記載のＯＬＥＤディスプレイ。

【請求項4】

第１の配列に複数の有機発光素子を含む、カラー発光層と、
各々が電極コンタクトを含む複数の画素駆動回路を含む電子回路層と、を含み、
電子回路層が、複数の独立してアドレス指定可能である副領域であって、電極コンタクトの同一のパターンを含む副領域を含み、
各副領域が、平面内で異なる向きを有し、
発光素子の第１の配列が、パターニングされた電子回路層に電気的に接続されている、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置。

【請求項5】

第１の配列の有機発光素子が、カラー発光層全体にわたって垂直方向に反復する順序で配置される、請求項４に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項6】

画素回路が、単結晶シリコン回路である、請求項４に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項7】

電子回路層の各副領域が、ＯＬＥＤマイクロディスプレイパネルである、請求項４に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項8】

各マイクロディスプレイパネルが、複数の論理ブロックおよび複数の固定リソースブロックを含む、請求項７に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項9】

電子回路層の隣接する副領域が、対称軸に対して反転することによって平面内で異なる向きを有する、請求項４に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項10】

電子回路層の隣接する副領域が、そこから９０°回転することによって平面内で異なる向きを有する、請求項４に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項11】

電子回路層の各副領域が、発光層内の個々のＯＬＥＤ素子に導電性を与えるように電気的に接続された電極コンタクトのパターンを含む、請求項４に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項12】

電極コンタクトのパターンが、各ＯＬＥＤ素子の対角線に沿って配置される、請求項１１に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項13】

ＯＬＥＤ素子が、色域を規定する色を生成する有機層を有する発光画素のアレイを含む、請求項４に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項14】

画素を画定する色域によって生成される色が、赤色、緑色、および青色である、請求項１３に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項15】

色域定義画素のそれぞれに関連する異なる色フィルタをさらに備える、請求項１３に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項16】

電子回路層の副領域の各パターンが、単一のレチクル露光を使用して作成される、請求項４に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項17】

アクティブマトリクス装置である、請求項４に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項18】

パッシブマトリクス装置である、請求項４に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項19】

上面放射である、請求項４に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項20】

底面放射である、請求項４に記載のＯＬＥＤ表示装置。

【請求項21】

複数の独立してアドレス指定可能なディスプレイパネルをアレイ状に組み立てる段階であって、各パネルは、それぞれがコンタクトを有し第１の配列でパターニングされている複数の有機発光素子を含むカラー発光層を有する、組み立てる段階と、
単一レクチル露光を用いて形成される、複数の異なる向きを有する副領域を有する電子回路層を組み立てる段階であって、
カラー発光層の複数の対応する有機発光素子の１つを活性化するために複数の電気信号を提供するように適合された複数の単結晶シリコン画素駆動回路を形成する段階と、
画素駆動回路によって提供される複数の電気信号を受け取るように接続された複数の電極コンタクトを形成する段階と、
複数の電極コンタクトを複数の有機発光素子コンタクトに接続するための複数のビアを形成する段階と、を含む、組み立てる段階と、
複数のビアによって、パターニングされた発光素子の第１の配列をパターニングされた電子回路層に接続する段階とを含む、
有機発光ダイオード表示装置の製造方法。

【請求項22】

複数の電極コンタクトを形成する段階が、透明基板上に導電層を形成する段階と、透明基板上に複数の電極を形成するように、フォトリソグラフィーを用いて、電極パターンを製造するために導電層をエッチングする段階と、をさらに含む、請求項２１に記載の方法。

【請求項23】

電極のパターンが、カラー発光層の発光素子のパターニングされた第１の配列と位置合わせされる、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

電子回路層が、マスクを含む小面積の露光ツールを用いて製造される、請求項２１に記載の方法。

【請求項25】

電子回路層が、連続的なダイパターニングを使用して形成される、請求項２１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
本出願は、２０１５年５月１日に米国特許商標庁に提出された米国仮出願第６２／１５５，８２１号の利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、概して、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置に関し、より詳細には、アクティブマトリクス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）画素セル構造を有する２つ以上のマイクロディスプレイパネルを含む大面積ディスプレイ、およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0003】

ＯＬＥＤディスプレイ技術は、広い動作温度範囲、低消費電力、広視野角、高コントラスト、および高速応答時間といった利点を有し、大面積ディスプレイに最適である。これらのディスプレイに対する需要は増加し続けているが、その技術は依然として製造するのに高価なままであり、かつ全体的な解像度および性能品質に欠けている。

【0004】

従来のＯＬＥＤディスプレイは、基板上に形成された薄層のスタックを含む。隣接する半導体層と同様に、発光有機固体の発光層は、カソードとアノードとの間に挟まれている。発光層は、任意の複数の蛍光性および燐光性有機固体から選択することができる。本明細書において放射層または有機発光層とも呼ばれる、層、特に発光層のいずれかは、複数の副層から構成されてもよい。アクティブマトリックス有機発光ダイオードにおいて、カソードは低い仕事関数を有する金属電極を含んでよく、アノードは、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から作られている透明電極を含んでよい。

【0005】

典型的なＯＬＥＤにおいて、カソードまたはアノードのいずれかが透明である。蒸発、スピンキャスティング、他の適切なポリマー膜形成技術、または化学物質により、膜を自己組織化することができる。厚さは、典型的には、単層数層から約１−２，０００オングストロームの範囲である。酸素および水分に対するＯＬＥＤの保護は、装置のカプセル化によって実現することができる。封入は、ＯＬＥＤを取り囲み、基板上に位置する、単一の薄膜層によって実現することができる。

【0006】

ＯＬＥＤ装置において、電流が装置を横切って印加されると、負に帯電した電子がカソードから有機材料内部に移動する。典型的には正孔と呼ばれる正電荷は、アノードから有機材料内部に移動する。正および負の電荷は、中心層（すなわち、半導体有機材料）内で遭遇し、結合し、光子を生成する。光子の波長、すなわち色は、光子が生成される有機材料の電子特性に依存する。画素ドライバは、ＡＭＯＬＥＤディスプレイ内のＯＬＥＤによって生成される光の量を制御するために、電流源または電圧源のいずれかとして構成することができる。

【0007】

有機発光素子から放出される光の色は、有機材料の選択によって制御することができる。青色光、赤色光、および緑色光を同時に生成すると、白色光を生成することができる。赤色、緑色、および青色とは異なる他の個別の色を組み合わせて白色スペクトルを生成することもできる。具体的には、特定の構造によって放出される光の正確な色は、有機材料の選択によって、ならびに有機発光層内のドーパントの選択によって、制御することができる。代替的に、赤色、緑色または青色、または他の色のフィルタを、白色発光画素の上に加えることができる。他の例では、白色発光ＯＬＥＤ画素を、単色ディスプレイにおいて使用することができる。

【0008】

高解像度アクティブマトリクスディスプレイは、駆動電子機器によって個々にアドレス指定される数百万もの画素および副画素を含むことができる。各副画素は、いくつかの半導体トランジスタおよび他のＩＣ部品を有することができる。各ＯＬＥＤは、画素または副画素に対応することができる。しかしながら、一般に、ＯＬＥＤディスプレイは多くのＯＬＥＤ画素からなり、各ＯＬＥＤ画素はそれに関連する３つの副画素を有することができ、各副画素は赤色、緑色および青色のＯＬＥＤを含むことができ、または白色光を放出することができ、白色光は赤色、緑色、または青色のいずれかにフィルタリングされる。

【0009】

ＯＬＥＤ素子を用いてフルカラーイメージを形成するための構造が、一般的に知られている。例えば、図１Ａに示すように、独立した赤色、緑色、および青色（ＲＧＢ）層構造は、それぞれ赤色、緑色、および青色の光を放出する基板１０上に独立してコーティングされた３つの有機発光層２０、２２、および２４を使用する。図１Ｂに示すように、色変換構造は、基板１０と青色発光層３６との間に配置された色変換層３０、３２、および３４を使用する。図１Ｃに示すように、カラーフィルタ構造は、赤色光、緑色光、および青色光をそれぞれ放出するために、カラーフィルタ４０、４２、および４４を使用する。カラーフィルタ４０、４２、および４４は、基板１０と白色有機発光層４６との間に挟まれている。

【0010】

図１Ａに示すように、独立したＲＧＢ層を用いるとき、ＲＧＢ材料が堆積され、シャドウマスクを用いてパターニングされる。その結果、光効率は高いが、赤色光、緑色光、および青色光を、互いに微細に分離することはできない。図１Ｂに示す色変換構造は、露光工程により有機発光材料を基板上に堆積させ、フルカラーイメージを形成する工程を追加する必要がある。さらに、色変換構造を用いる場合、色変換層を均一な厚さで被覆することが困難である。図１Ｃに示すように、カラーフィルタ構造を用いるとき、カラーフィルタは、従来のフォトリソグラフィー工程によって形成される。その結果、カラーフィルタ構造を用いて相対的に高解像度のディスプレイパネルが製造され、他の構造よりもカラーフィルタ構造がより広く使用される。

【0011】

本発明のＯＬＥＤディスプレイは、独自の画素構造およびビアを介した電極コンタクトのパターンを有する新しいＯＬＥＤ構造を利用する。「ビア」は、物理的な電子回路における導体の異なる層の間の垂直方向の電気的接続である。本発明では、少なくとも１つのビアによって、ＯＬＥＤディスプレイへの、およびＯＬＥＤディスプレイからの電気的接続が各アノードラインおよびカソードラインに提供される。各ビアは、導電性材料の柱で形成されているか、またはその最も簡単な形態では、開口部として設けられ、その下の電極に自由にアクセスできる。

【0012】

大面積ディスプレイを製造するために使用される１つの方法は、タイリング（ｔｉｌｉｎｇ）と呼ばれる。タイリングでは、複数の小さなディスプレイがマトリクス状に配置されて、高解像度の大型マルチパネルディスプレイが作成される。典型的には、大面積ディスプレイを得るためのタイリングは、複数のタイルを一緒にステッチングすることに依存しており、各タイルは画素またはそのアレイを有する。しかしながら、これらの組み立てられたタイル型ディスプレイのエッジラインは、隣接するタイル上の隣接する画素間のギャップの結果として生じる、視覚的に邪魔な継ぎ目（シーム）を生成する。ディスプレイに信号を供給するのに必要な相互接続は、目立つことがあり、視聴者を邪魔し、そうではない場合にも、イメージの全体的な視覚的外観を損なう可能性がある。したがって、意図された視聴条件下で、目立つかまたは知覚可能な継ぎ目を有さない、タイル型の高解像度マイクロパネルディスプレイを製造することが望ましい。

【0013】

フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）は、「シームレス」なタイル型スクリーンを構築するための最良の選択肢を提供するが、ＦＰＤは、非常に大きなディスプレイでは実現できない画素パターンを有する部品の微細加工に依存する。したがって、本発明者らは、ＯＬＥＤ画素のアレイを有するタイルを微細加工することができ、次いで一緒に組み立て、より大きな面積の電子ディスプレイを形成できることを見出した。本発明は、フルカラーの高解像度大面積ディスプレイのための、このような大きくて継ぎ目のない、タイル状のパネルを実現するための独自の設計および方法を提供する。特に、これらの大面積ディスプレイは、１面あたり約１−３インチの寸法を有し、とりわけ、バーチャルリアリティー装置（例えば、ヘッドセット）の需要がある高解像度ディスプレイに理想的である。

【0014】

初期イメージセンサ技術は、ウェハ全体が単一ショットで露光されるようなミクロンリソグラフィを使用して製造された。その間、フィーチャサイズは大きく、ウェハは十分小さく、ウェハ自体と同様の大きさのフォトマスクが、必要なフィーチャを再現するのに十分正確にウェハ上に投影できるようにされた。シリコン加工が、増大したサブミクロンのフィーチャサイズおよびウェハサイズに使用されると、イメージセンサはワンショットでウェハ自体ほど大きくできなくなった。リソグラフィはより小さいマスクへと移り、１回の露光で２５ｍｍ×２５ｍｍ程度の装置しか得られないように、「ステップアンドリピート」方法へのウェハの露光へと移った。これは、単一のマスクの寸法よりもはるかに大きい装置をもたらす一連の露光から装置を構築するために開発された、ステッチングの必要性を生じさせた。典型的な画素アレイは、数千画素のブロックから形成される。マスクはこのブロックの単一のインスタンスを含み、ブロック寸法と等しいマスクを移動することによって、画素ブロックをウェハの表面上に並べて繰り返すことができる。ウェハ上に複数のダイを形成することができ、場合によっては、レチクルセットのコストを低減するために、複数のダイパターンを単一のレチクルに含めることができる。次いで画素を取り囲む回路が追加され、装置が完成する。この方法を用いると、単一のマスクを用いて大面積装置を製造することができる。

【0015】

本発明の第１の目的は、単一のレチクルを使用して製造された２つ以上のＡＭＯＬＥＤマイクロディスプレイパネルからなる大面積ディスプレイを提供して、異なる構成の様々な異なる表示装置を作成することである。

【0016】

本発明の別の目的は、独立してアドレス指定可能であり、層を一緒にステッチングする必要性を回避する、一緒に配置された４つのＡＭＯＬＥＤマイクロディスプレイパネルを含むことが好ましいが、これに限定されない、大面積ディスプレイを提供することである。

【0017】

本発明の他の目的は、バーチャルリアリティー、高速および／またはヘッドマウント装置およびアプリケーションで使用するための、２つ以上のＡＭＯＬＥＤマイクロディスプレイを含む高解像度ディスプレイを提供することである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

本発明は、大面積電子ディスプレイのより簡単でより安価な製造を可能にするために単一のレチクルを使用して製造された２つ以上のＡＭＯＬＥＤマイクロディスプレイパネルを有する大面積ディスプレイを提供することによって従来技術の欠点の一部を解決する。

【課題を解決するための手段】

【0019】

本発明の例示的な実施形態によれば、複数の発光素子を有する発光層と、電子回路層とを有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイが提供される。電子回路層は、複数の独立してアドレス指定可能なディスプレイパネルを含み、各パネルは、同じようにパターニングされ、異なる向きで配置され、発光層に動作可能に接続される。発光層は、カラー発光層全体にわたって垂直方向に反復する順序で配列された発光素子のアレイを含む。電子回路層は、単一のレチクル露光を用いてパターニングされてよい。

【0020】

本発明の例示的な実施形態によれば、第１の構成では、複数の有機発光素子を含むカラー発光層と、電子回路層とを有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置が提供される。電子回路層は、それぞれ電極コンタクトを含む複数の画素駆動回路を含み、電子回路層は、それぞれが電極コンタクトの同一パターンを含む、複数の独立してアドレス指定可能な副領域を含む。各副領域は、発光素子の第１の配列がパターニングされた電子回路層に電気的に接続されるように、平面内で異なる向きを有する。有機発光素子の第１の配列は、カラー発光層全体にわたって垂直方向に反復する順序で配置される。画素回路は、単結晶シリコン回路であってよい。電子回路層の各副領域は、ＯＬＥＤマイクロディスプレイパネルであってよい。各マイクロディスプレイパネルは、複数の論理ブロックおよび複数の固定リソースブロックを含んでよい。電子回路層の隣接する副領域は、対称軸に対して反転させることによって、平面内で異なる向きを有してもよい。電子回路層の隣接する副領域は、そこから９０度回転することによって、平面内で異なる向きを有してもよい。電子回路層の各副領域は、発光層内の個々のＯＬＥＤ素子への伝導を提供するように電気的に接続された電極コンタクトのパターンを含む。電極コンタクトのパターンは、各ＯＬＥＤ素子の対角線に沿って配置されてよい。ＯＬＥＤ素子は、色域を規定する色を生成する有機層を有する発光画素のアレイを含んでよい。画素を画定する色域によって生成される色は、赤色、緑色および青色であってよい。ＯＬＥＤ装置は、色域定義画素のそれぞれに関連する異なる色フィルタをさらに備えてよい。電子回路層の副領域の各パターンは、単一のレチクル露光を使用して作成することができる。ＯＬＥＤ表示装置は、アクティブマトリクス装置またはパッシブマトリクス装置であってよい。ＯＬＥＤ表示装置は、上面放射または底面放射であってよい。

【0021】

本発明の例示的な実施形態によれば、有機発光ダイオード表示装置を製造する方法が提供される。この方法は、複数の独立してアドレス指定可能なディスプレイパネルをアレイ状に組み立てる段階を含み、各パネルは、それぞれがコンタクトを有し、第１の配列でパターニングされている、複数の有機発光素子を含むカラー発光層を有する。この方法は、単一のレチクル露光を使用して生成された複数の異なる向きの副領域を有する電子回路層を組み立てる段階と、カラー発光層の複数の対応する有機発光素子の１つを活性化するために複数の電気信号を提供するように適合された複数の単結晶シリコン画素駆動回路を形成する段階と、画素駆動回路によって提供される複数の電気信号を受け取るように接続された複数の電極コンタクトを形成する段階と、複数の電極コンタクトを複数の有機発光素子コンタクトに接続するための複数のビアを形成する段階とをさらに含む。この方法は、複数のビアによって、パターニングされた発光素子の第１の配列をパターニングされた電子回路層に接続する段階をさらに含む。

【0022】

本方法は、複数の電極コンタクトを形成する段階を含んでよく、透明基板上に導電層を形成する段階と、透明基板上に複数の電極を形成するように、フォトリソグラフィーを用いて、電極パターンを製造するために導電層をエッチングする段階と、をさらに含んでよい。本方法は、電極のパターンを、カラー発光層の発光素子のパターニングされた第１の配列と位置合わせする段階を含むことができる。電子回路層は、マスクを含む小面積の露光ツールを用いて製造されてよい。電子回路層は、連続的なダイパターニングを使用して形成されてよい。

【0023】

本発明のこれらの利点は、以下の開示および添付する請求項から明らかとなるだろう。

【0024】

これらの目的および後述される他の目的に対して、本発明は、添付の図面（同様の数字は同様の部分を示す）とともに、これ以降明細書に詳細に記載され、かつ添付の特許請求の範囲に記載される、大面積ＯＬＥＤマイクロディスプレイおよびその製造方法に関する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1A】ＯＬＥＤ装置においてカラーイメージを形成するための従来構造を示す概略図である。

【図1B】ＯＬＥＤ装置においてカラーイメージを形成するための従来構造を示す概略図である。

【図1C】ＯＬＥＤ装置においてカラーイメージを形成するための従来構造を示す概略図である。

【図2A】本発明の例示的な実施形態による、レチクル設計を有する従来のウェハ構造を示す概略平面図である。

【図2B】本発明の例示的な実施形態による、レチクル設計を有する従来のウェハ構造を示す概略平面図である。

【図2C】本発明の例示的な実施形態による、レチクル設計を有する従来のウェハ構造を示す概略平面図である。

【図2D】本発明の例示的な実施形態によるサブフィールドおよびスクライブラインを含む単一のダイレチクルフィールド領域を示す拡大平面図である。

【図2E】本発明の例示的な実施形態による、その上に形成された複数の集積回路ダイを有する半導体ウェハを示す概略上面図である。

【図3】本発明の例示的な実施形態による単一のレチクルで作られた大型ディスプレイを示す概略図である。

【図4】本発明の別の実施形態による単一のレチクルで作られた大型ディスプレイを示す概略図である。

【図5】図４の大型ディスプレイによる単一のレチクルの拡大図である。

【図6】従来のＯＬＥＤ表示装置によるカラーイメージを形成するためのアノードパターンを有する画素配列を示す概略図である。

【図7】図３の大型ディスプレイによるカラーイメージを形成するためのアノードパターンを有する画素配列を示す概略図である。

【図8】理想的な底面発光型ＯＬＥＤマイクロディスプレイ装置の断面図である。

【図9】アノードと副画素との間の電気的コンタクトの位置を含む、理想的な上面発光型ＡＭＯＬＥＤマイクロディスプレイ装置の断面図である。

【図10】本発明の別の実施形態による、独立した赤色、緑色、および青色の層構造を有するフルカラーイメージを形成する底面発光型ＯＬＥＤ表示装置の断面図である。

【図11】本発明の別の実施形態による、独立した赤色、緑色、および青色の層構造を有するフルカラーイメージを形成する上部発光型ＯＬＥＤ表示装置の断面図である。

【図12】本発明の別の実施形態による、カラーフィルタ構造を有するフルカラーイメージを形成する底面発光型ＯＬＥＤ表示装置の断面図である。

【図13】本発明の別の実施形態による、カラーフィルタ構造を有するフルカラーイメージを形成する上部発光型ＯＬＥＤ表示装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

図３および図４は、大面積を実現するために複数のＯＬＥＤマイクロディスプレイパネルのタイリングから形成されたマルチパネル表示装置を示す。最も広い意味で、表示装置は、平面内で異なる向きを有する複数の同一パターン化された副領域を有する電子回路層と、各電子回路層に動作可能に接続された１つ以上の発光層とをそれぞれ有する複数のパネルを含む。本発明の様々な実施形態に記載された表示装置は、説明のためのものであり、本発明は、本明細書に記載の特定の装置に限定されないことに留意されたい。

【0027】

図２Ａ−２Ｄは、集積回路が半導体ウェハ２００、好ましくはシリコンウエハ上に製造される半導体プロセスを示す。このプロセスでは、ステッパマシンを使用してウェハ上にイメージを印刷する。ウェハ上のイメージが載せられ、ダイと呼ばれる長方形の部品に切断される。ダイは、レチクル２１０と呼ばれるフォトマスク上にパターンを露光することによって、半導体ウェハ上に並んで形成される。レチクルは、投影システムの近焦点面に配置された石英などの透明基板である。紫外光などの放射線は、投影されるイメージを画定するために、レチクルを通過する。イメージは、１つまたは複数のダイと、ダイ間およびダイ周囲のさまざまな試験構造および測定構造とで構成される。各ダイは、集積回路設計に従ってパターニングされた一次ダイ領域を含む。各ダイには、試験構造も含まれる。試験構造は、典型的には、隣接する一次ダイの間に位置する薄い垂直および水平のスクライブライン（本明細書ではスクライブレーンとも呼ばれる）においてウェハ上に形成される。試験構造は、集積回路を形成するために使用される処理層の一部または全部を含む。

【0028】

図２Ａは、各々がレチクル上に存在する幾何学的データからなる複数の同一のパターンに編成された従来の単結晶ウェハ２００を示す。「レチクル」という用語は、ウェハをパターン形成するために使用されるツールに文字通り適用されるが、本明細書では、このパターンから独自に製造されたウェハの部分を示すためにこの用語を使用する。

【0029】

費用対効果の高いシリコン基板の使用およびウェハレベルの処理では、単一のウェハが可能な限り多数の使用可能な集積回路またはダイを生じさせる必要がある。これを可能とするためには、スクライブシートを切断する際にダイの損傷を最小限に抑えることが重要である。正確な切断を提供するために、いくつかのパラメータが制御される。ウェハ表面上のダイ配列および対応するスクライブシートの配置を図２Ａに示す。単結晶ウェハ２００は概して円形であり、集積回路２１０がその上に構築され、スクライブレーン２２０によって形成されたグリッドによって互いに分離される。図２Ａに示すように、使用可能なウェハ領域は、周辺部の円形形状とスクライブレーンの数および幅によって制限され、部分的に非機能的なデバイス２１５をもたらす。

【0030】

図２Ｂおよび２Ｃは、単一のレチクル「Ｌ」、「Ａ」および「Ｒ」を示している。各レチクルは、典型的には、複数の半導体チップ（例えば、同様に設計された）を含む。ウェハ全体の設計を、レチクル内のサブブロックまたはサブフィールドのアレイに分解することにより、その半導体チップの製造中にウェハに適用される「ステップアンドリピート」プロセス（例えば、フォトリソグラフィー）が可能になる。図２Ｂは、設計を複数のサブブロック２０５に分割することを示しており、一方で図２Ｃは、サブフィールドとしてのレチクル２１０内のサブブロック２０５の配置を示す。複数のサブフィールド２０５は、単一のレチクル２１０に収まることができる。いくつかのサブフィールド２０５は、レチクル２１０内で複数回繰り返され、すべてのサブフィールド２０５は、電気的に接続される。

【0031】

図２Ｄは、スクライブライン構造を含む複数のサブフィールド２２０を有する単一のレチクル２１０を示す。ミスアライメントの公差のために異なる設計ルールが境界に適用され、レイアウトアーキテクチャにかなりの複雑性が加わる。図２Ｅは、複数のサブフィールド２５０からなるステッチングされた表示装置の一例を示す。

【0032】

図３に示すように、表示装置３００は、単一のレチクル露光（例えば、図２Ｄ）を使用して構成された４つの象限Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶに分割された放射領域３０１を含む。各象限は、個別に独立して制御されるマイクロディスプレイパネル３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、および３０２Ｄを表す。各マイクロディスプレイパネル３０２は、基板上に配置され各々アレイ状に配列された複数の発光素子を含む。各マイクロディスプレイパネル３０２によって表示された個々のイメージは、フルカラーマルチパネル表示装置３００によって集合的に表示されるより大きな全体的な合成イメージの副領域を構成することができる。

【0033】

本発明によれば、複数のダイ寸法に対して単一のマスクセットを使用することによって、半導体プロセスにおけるマスクの高価なコストが大幅に低減され、これにより、シリコンのコストが低減され、ウェハあたりに得られるダイを改善する。複数のパネルまたはタイルは、単一のレチクルで露光され、それぞれが互いに隣接して配置され、より大きな装置またはアレイを形成する。本発明のパネルは、独立してアドレス可能であり、必須ではないが、隣接するパネル間のスクライブ領域を介して配線されてもよい。

【0034】

マイクロディスプレイパネル３０２は、表示装置３００を画定し、内部シーム３０８を有する周縁部３０６を形成するようにタイル張りされる。シーム３０８は、隣接するパネル３０２の間の内部境界に沿って形成される。スクライブレーン３１０は、表示装置の周縁部３０６を囲む。パネル３０２の各々は、固定リソースブロックおよび複数の論理ブロック３０３を含むことができる複数のサブフィールド３２０を含む。固定リソースブロックは、複数のドライバ回路、補助回路、トランシーバブロック、Ｉ／Ｏバンク、およびメモリブロックを含むことができる。論理ブロック３０３は、意図された論理機能を実行するように構成された論理セルまたはゲートを含むことができる。パネル３０２は、１つのパネル内の固定リソースブロックおよび論理ブロックが隣接するパネル内の固定リソースおよび論理ブロックと通信することを可能にする相互接続ラインを介して、１つまたは複数の隣接パネルに接続されてよい。パッド３１２は、表示装置の各パネル３０２の１つの周縁部に配置され、電気的接続は、他の周縁部の一方または両方に配置される。この場合、タイリング処理後の装置内の個々のパネル３０２間の電気的接続は必要ない。バックプレーン層および／または有機層のいずれも従来どおりにステッチングされ得ないか、またはバックプレーン層および／または有機層のいくつか、またはすべてが従来どおりにステッチングされ得ることが理解される。

【0035】

図３は、単一のレチクル露光を使用する２×２パネル構成の例示的なタイルの組み合わせを示す。各レチクルの露光は２５．５ｍｍ×２５．５ｍｍの寸法を有する。各レチクル露光は、複数のサブフィールドを有する（例えば、図２Ｄ）。当業者であれば、単一のレチクル露光におけるサブフィールドの数は、使用されるパネルおよびレチクルの寸法に基づくことを理解するだろう。したがって、製造可能なダイの最大寸法は、最大のレチクル露光寸法に依存する。

【0036】

図３に示される有機発光表示装置は、各露光の間に９０度回転された単一のレチクルを使用して形成される。典型的には、赤色、緑色、および青色（ＲＧＢ）カラー画素配列が使用され、各副画素のアノードのコンタクトが各画素ユニット（図６に示される）の中心軸を横切って生じる場合、る。図７にさらに詳細に記載されているこの実施形態によれば、従来のＲＧＢカラー画素配列は、ディスプレイ全体にわたって一貫してパターニングされている。４つの象限Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、およびＩＶのそれぞれは、レンダリングされたデータを、イメージングのためにディスプレイに適用する前に、９０度回転させる必要がある。特に、レチクルは、象限Ｉに曝され、９０度回転され、象限ＩＩに曝され、９０度回転され、象限ＩＩＩに曝され、さらに９０度回転され、象限ＩＶに曝される。

【0037】

図４は、本発明の他の実施形態によるマルチパネル表示装置４００を示す概略図である。この実施形態に係る表示装置は、固定されたリソースブロック、複数の論理ブロック、および電気的接続が異なる方法で配置されるように、露光中に単一のレチクルが異なる向きを有する点を除いて、図３を参照して説明した実施形態に係る表示装置と同一である。図４において、図３と同一の構成要素には同一の符号を付しており、同一の要素の詳細な説明は省略する。

【0038】

図４は、単一のレチクル露光を用いる２×２パネル構成の他のタイルの組み合わせを示す。各レチクルの露光は２４ｍｍ×３２ｍｍである。突き合わせ領域の公差は２μｍ未満である。この実施形態によれば、従来のＲＧＢカラー画素配列は、ディスプレイ全体にわたって一貫してパターニングされてよい。配置は、レチクルが象限Ｉに曝され、反転されて象限ＩＩに曝され、１８０度回転され、象限ＩＩＩに曝され、反転されて象限ＩＶに曝されるような配置である。

【0039】

図５は、図４のマルチパネル表示装置４００による表示層５０２上の画素アレイ５００の例となるレイアウトを示す。画素アレイ５００は、図４に示す装置の象限Ｉの発光領域３０１の１つの可能な実装である。

【0040】

図６は、ＯＬＥＤ表示装置における従来の画素配列６００を示す。配列６００は、光を発するように構成された少なくとも１つの発光素子をそれぞれ含む複数の画素ユニット６０２から構成される。表示装置における各画素ユニット６０２は、少なくとも３つの有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）副画素を有する。３つのＯＬＥＤ副画素は、それぞれ赤色、緑色、および青色光を放出する赤色（Ｒ）ＯＬＥＤ副画素６０４、緑色（Ｇ）ＯＬＥＤ副画素６０６、および青色（Ｂ）ＯＬＥＤ副画素６０８であり、表示装置の色域を画定する。３つのＯＬＥＤ副画素の例として、一般的に使用される赤色、緑色、青色（ＲＧＢ）ＯＬＥＤ副画素が記載されている。他の実施形態では、他の３色のＯＬＥＤ副画素が使用されてもよく、あるいは、白色（Ｗ）ＯＬＥＤ副画素、または黄色（Ｙ）ＯＬＥＤ副画素が、１つ以上のＯＬＥＤ副画素として選択されてよい。

【0041】

本発明によって提供される表示装置によれば、１つの画素ユニット６０２は、異なる色の３つのＯＬＥＤ副画素を含み、複数の画素はそれぞれ１つのパネルを画定するアレイに配置される。この実施形態によれば、アノードへのコンタクト６１２は、各副画素６０４，６０６、および６０８内の中央に配置され、それにより画素ユニット６０２内のすべてのコンタクト６１２を直線状に配置し、または象限内のすべてのコンタクト６１２を均一な列またはカラム状に配置する。３つのＯＬＥＤ副画素は、実際の要求（図示せず）に従って直線状に（図６に示すように）、または他の実施形態では正方形、ダイヤモンド、または任意の他の形態に配置されてよい。

【0042】

図６に示すように、シーム６１０は、２つの回転された象限の境界に、具体的には象限Ｉと象限ＩＩとの間に、象限ＩＩと象限ＩＩＩとの間に、象限ＩＩＩとＩＶとの間に形成され、カラーフィルタ配列の方向の変化からもたらされる強い視覚アーチファクトを生み出す。象限Ｉおよび象限ＩＩＩでは、カラーフィルタストリップは垂直方向に延び、象限ＩＩおよびＩＶではカラーフィルタストリップは水平方向に走るが、この視覚的不連続性は本発明の方法によって排除され、図７に示される構成をもたらす。

【0043】

図７は、図３に参照されるＯＬＥＤ表示装置による改善された画素配列７００を示す。この実施形態によれば、画素ユニット７０２内の各副画素７０４，７０６，７０８のアノードへのコンタクト７１２は、垂直方向にシフトされ、各象限内に全体的な対角線パターンを画定する。これにより、４つの象限の各々は、単一のアノードパターンが同じ垂直パターンで露光されることを可能にする。ＲＧＢカラーストリップパターンは、ディスプレイ全体に垂直に延び、もはや目に見えるシーム７１０を生成せず、象限間に視覚アーチファクトが生じないようにする。

【0044】

図８および図９は、本発明の多様な実施形態によるＯＬＥＤ表示装置の構造図を示す。しかしながら、本開示の様々な実施形態は、他のタイプの透過型ディスプレイまたは放射型ディスプレイにおいて実施されてもよいことを理解されたい。

【0045】

図８を参照すると、透明基板８０２、第１の電極８０４、およびその間に形成された１つ以上の有機エレクトロルミネッセンス層８１２を有する第２の電極８１４を有するＯＬＥＤ表示装置８００により、単一の表示画素が示されている。少なくとも１つのエレクトロルミネセンス層が発光性であり、電極の少なくとも１つが透明であり、第１および第２の電極が１つまたは複数の発光領域を画定する。電極は、受動マトリックス制御方式（図示せず）において、行および列電極とみなすことができ、電気コネクタと電極との間に設けられた薄膜回路を有する能動マトリックス制御方式（図示される）において、アノードおよびカソードとみなすことができる。当業者に知られている他の世代のタイプのＯＬＥＤ表示装置を利用することができ、本発明は本明細書に記載の特定の構造に限定されないことを理解されたい。

【0046】

有機エレクトロルミネッセンス層８１２は、第１電極および第２電極、８０４および８１４、の間に電圧８２２を印加して活性化することによって発光する。有機エレクトロルミネッセンス層８１２は、有機正孔注入層８０６と、有機電子輸送層８１０と、有機正孔注入層８０６と有機電子輸送層８１０との間に配置された有機発光層８０８（カラー発光層）とを含んでよい。有機発光層８０８は、好ましくは、それぞれ赤色、緑色および青色の光を発光する、赤色（Ｒ）発光層８１６、緑色（Ｇ）発光層８１８、および青色（Ｂ）発光層８２０を含む。

【0047】

図９に示すように、ＯＬＥＤ表示装置は、制御回路および処理回路の上に製造された上部発光アクティブマトリクス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）マイクロディスプレイ９００の理想化された構造である。ＯＬＥＤ表示装置は、図９のＯＬＥＤ表示装置が上部発光型ＯＬＥＤ表示装置であることを除いては、図８に示されるＯＬＥＤ表示装置と同様であり、イメージを表示するための光がＯＬＥＤ表示装置の上部で発生され、上方に提供される。図９のＯＬＥＤ表示装置が上部発光型であるので、第１の電極および第２の電極、９０８および９１２、はそれぞれアノードおよびカソードとして機能する。デバイス９００は、一体化されたアクティブマトリクスドライブ９０４を有する単結晶シリコン基板層９０２、基板層９０２の上にビアを有する偏光島状層９０６、および島状層９０６の上に位置する各カラー副画素の個々のアノード電極９０８を含む。白色発光ＯＬＥＤ層９１０がアノード層９０８上に堆積され、続いてＯＬＥＤ層９１０上にカソード層９１２が堆積される。１つ以上の透明シール層９１４がカソード層９１２を覆う。赤色カラーフィルタストリップ９１８、緑色カラーフィルタストリップ９２０、および青色カラーフィルタ９２２を含むカラーフィルタ層９１６が、シール層９１４上に堆積され、透明保護層または反射防止層（図示せず）によって覆われる。アノードへのコンタクト９２４は、各副画素内に配置される。

【0048】

図１０−図１３は、上述の単結晶シリコン回路を利用するＯＬＥＤバックプレーンの代わりに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）バックプレーン技術を有するＯＬＥＤ表示装置の構造図を示す。しかしながら、これらの他の実施形態は、他の世代のタイプのＯＬＥＤディスプレイデバイス上に実装することができ、本発明は、本明細書で説明する特定の構造に限定されないことを理解されたい。ＴＦＴバックプレーンを備えたＯＬＥＤ表示装置は、ＲＧＢ層構造を用いてフルカラーイメージを形成する。

【0049】

図１０を参照すると、ＯＬＥＤ表示装置１０００は、図１０のＯＬＥＤ表示装置１０００がボトムジェネレーション型ＯＬＥＤ装置であることを除いて、図８に示されたＯＬＥＤ装置８００と同一であり、イメージを表示するための光がＯＬＥＤデバイスの底部で発生され、これを下方に提供する。図１０において、図８と同一の構成要素には同一の符号を付してあり、同じ要素の詳細な説明は省略する。ＯＬＥＤ表示装置１０００は、第１方向に延びる複数の第１電極８０４と、第１方向に垂直な第２方向に延びて第１電極内に複数の副画素を形成する複数の第２電極８１４とを含む。第１電極と第２電極との間に介在された有機発光層８１２は、それぞれＲＧＢのＯＬＥＤ副画素８１６、８１８、および８２０を含む。

【0050】

支持体１０２０は、第２の電極８１４を支持するために、第２の電極８１４の下に配置することができる。支持体１０２０は、電気信号を第２の電極に選択的に制御するための複数のスイッチング素子（図示せず）を含むことができる。アクティブマトリクス制御方式（図示される）において、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１０３０がスイッチング素子として使用され、第２の電極はアノードであり、第１の電極はカソードである。他の制御方式では、パッシブマトリクスを含む他の構成が利用され、したがって、本発明はＡＭＯＬＥＤデバイスに限定されないことを理解されたい。

【0051】

支持体１０２０は、基板８０２と、複数の絶縁層１００２、１００４、１００６、および１００８と、第２電極８１４の各々に電気信号を伝達するための複数のＴＦＴ１０３０とを含む。好ましい実施形態によれば、基板８０２は、装置によって生成された光がそこを通過できるように透明であり、例えば、ガラス、プラスチック、石英などの材料を含んでよい。基板８０２を電気的に絶縁するために、基板８０２の表面上に基板絶縁層１００２がコーティングされる。

【0052】

ＴＦＴの複数の活性層１０３２は、基板絶縁層１００２の上面に位置する。各活性層は、複数の第２電極８１４の１つにそれぞれ対応する。活性層は、ソース部１０３２Ａと、チャネル部１０３２Ｂと、ドレイン部１０３２Ｃとを含む。基板および活性層上にゲート絶縁層１００４を塗布し、一部を除去して突出したゲート絶縁層１００４を残す。ゲート絶縁層１００４は、基板８０２の上面および活性層１０３２の段差を平坦化する。ゲート電極１０３４は、活性層１０３２のチャネル部１０３２Ｂに垂直に配列されたゲート絶縁層１００４上に配置される。第１の絶縁層１００６がゲート電極１０３４およびゲート絶縁層１００４に配置され、ゲート絶縁層１００４の上面およびゲート電極１０３４の段差を平坦化する。ソース電極１０３６およびドレイン電極１０３８が平坦化されたゲート絶縁層１００４上に配置され、活性層１０３２のソース部分およびドレイン部分、１０３２Ａおよび１０３２Ｃ、にそれぞれ対応する。ソース電極１０３２Ａにデータ信号が印加されると、ドレイン電極１０３２Ｃは、ゲート電極１０３４に印加される信号の電圧に応じて、ソース電極１０３２Ａと電気的に接触する。ソース部分およびドレイン部分を覆うゲート絶縁層１００４の一部が開かれ、ソース電極およびドレイン電極、１０３６および１０３８、がそれぞれソース部分およびドレイン部分、１０３２Ａおよび１０３２Ｃ、と電気的に接触する。単一層のゲート電極が説明の目的のために記載されるが、当業者に知られている二重、三重、多層、または他の構成のゲート電極が利用され得ることが理解されるべきである。第１の絶縁層１００６およびソース電極およびドレイン電極、１０３６および１０３８、に第２の絶縁層１００８を適用して、第１の絶縁層１００６の上面および階段状のソース電極およびドレイン電極、１０３６および１０３８、を平坦化する。第２の電極８１４は、第２絶縁層１００８上に配置される。ドレイン電極１０３８を覆う第２絶縁層の一部を開口してビアホールまたはコンタクトホール１０４０を形成する

【0053】

導電性酸化物が、コンタクトホール１０４０に充填され、画素電極１０４０を形成する。画素電極１０４０は、概して、第２絶縁層１００８に形成されたビアホール１０４２を通ってドレイン電極１０３８と接続される。第２電極８１４は、画素電極１０４０を通ってドレイン電極１０３８と電気的に接触する。第２電極８１４は、画素電極１０４０と同時に形成することができる。ゲート電極に印加されるゲート電圧は、第２電極に流れる電流を制御する。

【0054】

この実施形態においてカソードとして機能する第１電極８０４は、有機発光層上に形成され、外乱や湿気から有機発光層を保護する。第１の電極８０４は、低いイオン化ポテンシャルおよび低い仕事関数を有する金属を含むことができる。第１の電極を保護するために、第１の電極上に保護層をコーティングすることもできる。

【0055】

図１１を参照すると、ＯＬＥＤ表示装置１１００は、図１０に示すＯＬＥＤ表示装置１０００がトップジェネレーション型ＯＬＥＤ表示装置であることを除いては、図１０に示すＯＬＥＤ装置１０００と同じであり、イメージを表示するための光が、ＯＬＥＤ表示装置の上部で生成され、下方に提供される。図１１において、図１０と同一の構成要素には同一の符号を付してあり、同じ要素の詳細な説明は省略されている。図１１のＯＬＥＤ装置がトップ型である場合、第１および第２の電極はそれぞれアノードおよびカソードとして機能する。

【0056】

この実施形態において、第１電極８０４は、発光層で発生した光を上方に通過させるための透明電極、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）である。電極を外乱や湿気から保護するために、第１の電極上に透明なシール層を形成することができる。カソードとして機能する第２の電極８１４は、イオン化ポテンシャルが低く仕事関数の低い金属を含むことができる。図１０に示すボトムジェネレーション型のＯＬＥＤディスプレイとは異なり、第１電極８０４と有機発光層８１２との間に正孔注入層と正孔輸送層を形成することができ、第２電極８１４と有機発光層８１２との間に電子輸送層を形成することができる。有機発光層８１２は、シャドウマスクを用いて堆積され、パターニングされたＲＧＢＯＬＥＤ層を用いて独立してコーティングされる。

【0057】

以下、図９と同一のＯＬＥＤ表示装置について説明する。カラーフィルタは、図１２のＯＬＥＤ表示装置１２００がボトムジェネレーション型ＯＬＥＤデバイスであるであることを除いて、従来のフォトリソグラフィープロセスを通じて形成され、イメージを表示するための光は、ＯＬＥＤ装置の底部で生成され、下方に提供される。図１２において、図９と同一の構成要素には同一の符号が付され、同一要素の詳細な説明は省略する。ＯＬＥＤ表示装置１２００は、第１方向に延長された複数の第１電極９１２と、第１方向に垂直な第２方向に延長されて第１電極９１２内に複数の副画素を形成する複数の第２電極９０８とを含む。第１電極および第２電極、９１２および９０８、の間に介在された有機発光層９１０は、ＯＬＥＤ表示装置の底部からの光をフィルタリングすることによって、赤色、緑色、および青色光を個別に発光するＲＧＢＯＬＥＤカラーフィルタ層９１６を含む。

【0058】

支持部１２２０は、第２電極９０８を支持するために、第２電極９０８の下に配置することができる。支持部１２２０は、電気信号を第２電極に選択的に制御するための複数のスイッチング素子（図示せず）を含んでよい。アクティブマトリクス制御方式（図示される）では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）がスイッチング素子として使用され、第２の電極はアノードであり、第１の電極はカソードである。他の制御方式では、パッシブマトリクスを含む他の構成が利用され、本発明はＡＭＯＬＥＤデバイスに限定されないことを理解されたい。

【0059】

支持体１２２０は、基板９０２と、複数の絶縁層１２０２、１２０４、１２０６、および１２０８と、第２電極９０８の各々に電気信号を伝達するための複数のＴＦＴ１２３０とを含む。好ましい実施形態によれば、基板９０２は、装置によって生成された光がそこを通過できるように透明であり、例えば、ガラス、プラスチック、石英などの材料を含むことができる。基板絶縁層１２０２が、基板を電気的に絶縁するために基板の表面上にコーティングされる。

【0060】

ＴＦＴの複数の活性層１２３２は、基板絶縁層１２０２の上面に位置する。活性層１２３２の各々は、複数の第２電極９０８のそれぞれに対応する。活性層１２３２は、ソース部１２３２Ａと、チャネル部１２３２Ｂと、ドレイン部１２３２Ｃとを含む。ゲート絶縁層１２０４が、基板９０２および活性層１２３２上にコーティングされ、一部が除去されて突出したゲート絶縁層を残す。ゲート絶縁層１２０４は、基板９０２の上面および活性層１２３２の段差を平坦化する。ゲート絶縁層１２０４上には、活性層１２３２のチャネル部分１２３２Ｂと垂直に整列してゲート電極１２３４が位置する。第１絶縁層１２０６が、ゲート電極１２３４およびゲート絶縁層１２０４に配置され、ゲート絶縁層１２０４の上面およびゲート電極の段差を平坦化する。ソース電極１２３６およびドレイン電極１２３８は、平坦化されたゲート絶縁層１２０４上に配置され、それぞれ活性層のソース部分およびドレイン部分、１２３２Ａおよび１２３２Ｃ、に対応する。ソース電極１２３６にデータ信号が印加されるとき、ドレイン電極１２３８はゲート電極に印加される信号の電圧に応じてソース電極１２３６と電気的に接触する。ソース部分およびドレイン部分、１２３２Ａおよび１２３２Ｃ、を覆うゲート絶縁層１２０４の一部が開口され、ソース電極およびドレイン電極、１２３６および１２３８、がそれぞれソース部分およびドレイン部分、１２３２Ａおよび１２３２Ｃ、と電気的に接触する。単一層のゲート電極が説明の目的のために記載されるが、当業者に知られている二重、三重、多層、または他の構成のゲート電極が利用され得ることを理解されたい。

【0061】

カラーフィルタ層９１６は、第１絶縁層１２０６上にコーティングされる。カラーフィルタ層９１６は、副画素の各々が赤色、緑色、および青色のうちの１つの明るい色を発するように、フォトリソグラフィープロセスによってパターニングされる。カラーフィルタ層９１６は、赤色光を発光する赤色フィルタ９１８と、緑色光を発光する緑色フィルタ９２０と、青色光を発光する青色フィルタ９２２とを含む。赤色フィルタに対応する副画素は赤色副画素であり、緑色フィルタに対応する副画素は緑色副画素であり、青色フィルタに対応する副画素は青色副画素である。カラーフィルタ層９１６の上面を平坦化するために、カラーフィルタ層９１６に第２絶縁層１２０８が配置される。第２の電極９０８は、平坦化された第２絶縁層１２０８の表面上に位置する。一例では、第２の絶縁層１２０８は、有機樹脂層であってよい。ドレイン電極１２３８を覆う第２絶縁層１２０８およびカラーフィルタ層９１６の一部が開口されてビアホールまたはコンタクトホール１２４０が形成される。コンタクトホール内に導電性酸化物が充填されて画素電極１２４０が形成される。画素電極１２４０は、概して、第２絶縁層に形成されたビアホールを通じてドレイン電極１２３８に接続されている。第２電極１２３８は、画素電極１０４０を介してドレイン電極と電気的に接触する。ゲート電極に印加されたゲート電圧は、第２電極に流れる電流を制御する。

【0062】

第１電極および第２電極に駆動電圧を印加して、複数の電子および正孔がそれぞれカソードおよびアノードから有機発光層に放出されるようにする。有機発光層９１６に入ると、電子と正孔が再結合して発光する。第２の電極９０８と有機発光層９１６との間に正孔注入層および正孔輸送層を形成することができ、第１の電極９１２と有機発光層９１０との間に電子輸送層を形成することができる。

【0063】

この実施形態においてカソードとして機能する第１電極９１２は、有機発光層９１６上に形成され、有機発光層を外乱や湿気から保護する。第１電極９１２は、低いイオン化ポテンシャルおよび低い仕事関数を有する金属を含むことができる。第１電極を保護するために、第１電極上に保護層をコーティングすることもできる。

【0064】

図１３を参照すると、ＯＬＥＤ表示装置は、図１２のＯＬＥＤ表示装置１２００がトップジェネレーション型のＯＬＥＤ表示装置であることを除いて、図１２に示したＯＬＥＤ表示装置と同一であり、イメージを表示するための光はＯＬＥＤ表示装置の上部で発生され、上方に提供される。図１３において、図１２と同一の部分には同一の符号が付され、同一要素の詳細な説明は省略する。図１３のＯＬＥＤ表示装置はトップジェネレーション型であり、第１および第２の電極、９１２および９０８、はそれぞれアノードおよびカソードとして機能する。

【0065】

この実施形態において、第１電極９１２は、発光層で発生した光を上方に通過させることを可能にするための透明電極、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）である。第１電極９１２上には、電極を外乱や湿気から保護するための透明なシール層１３０２を形成することができる。カソードとして機能する第２電極９０８は、イオン化ポテンシャルが低く仕事関数の低い金属を含むことができる。図１２に示すボトムジェネレーションタイプのＯＬＥＤディスプレイとは異なり、第１の電極９１２と有機発光層９１６との間に正孔注入層および正孔輸送層を形成することができ、第２電極９０８と有機発光層９１６との間に電子輸送層を形成することができる。

【0066】

本実施形態によれば、透明シール層１３０２上にカラーフィルタ層９１６がコーティングされる。カラーフィルタ層９１６は、各副画素が赤色、緑色、および青色のうち一つの光を放出するように、フォトリソグラフィープロセスによりパターニングされる。カラーフィルタ層は、赤色光を放出する赤色フィルタ９１８と、緑色光を放出する緑色フィルタ９２０と、青色光を放出する青色フィルタ９２２とを含む。赤色フィルタに対応する副画素は赤色副画素であり、緑色フィルタに対応する副画素は緑色副画素であり、青色フィルタに対応する副画素は青色副画素である。図１２および図１３に関連して説明したカラーフィルタ型ＯＬＥＤ表示装置は、シャドウマスクを使用せずに製造することができる。

【0067】

本開示が、いくつかの実施形態を記載すること、本発明の様々な変形例が本開示を読んだ後に当業者によって容易に導かれること、および本発明の範囲は、添付される請求項に従って決定されることが理解される。

【符号の説明】

【0068】

１０基板
２０有機発光層
２２有機発光層
２４有機発光層
３０色変換層
３２色変換層
３４色変換層
３６青色発光層
４０カラーフィルタ
４２カラーフィルタ
４４カラーフィルタ
４６白色有機発光層
２００半導体ウェハ
２０５サブフィールド
２１０レチクル
２５０サブフィールド
３００表示装置
３０１放射領域
３０２マイクロディスプレイパネル
３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、３０２Ｄマイクロディスプレイパネル
４００マルチパネル表示装置
５００画素アレイ
５０２表示層
６００画素配列
６０２画素ユニット
６０４赤色副画素
６０６緑色副画素
６０８青色副画素
６１０シーム
６１２コンタクト
７００画素配列
７０２画素ユニット
７０４副画素
７０６副画素
７０８副画素
７１０シーム
７１２コンタクト

【図1A】