KR20100004221A - Top emission type organic electro-luminescence device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 상부 발광방식 유기전계발광소자에 관한 것으로, 특히, 제 2 전극의 전압강하 방지를 위한 보조전극에 관한 것이다.The present invention relates to a top emission type organic light emitting display device, and more particularly, to an auxiliary electrode for preventing voltage drop of a second electrode.
최근까지, CRT(cathode ray tube)가 표시장치로서 주로 사용되었다. 그러나, 최근에 CRT를 대신할 수 있는, 플라즈마표시장치(plasma display panel : PDP), 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD), 유기전계발광소자(organic electro-luminescence device : OLED)와 같은 평판표시장치가 널리 연구되며 사용되고 있는 추세이다.Until recently, cathode ray tubes (CRT) have been mainly used as display devices. However, in recent years, flat panel such as plasma display panel (PDP), liquid crystal display device (LCD), organic electro-luminescence device (OLED), which can replace CRT Display devices are widely researched and used.
위와 같은 평판표시장치 중에서, 유기전계발광소자(이하, OLED라 함)는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다. Among the flat panel display devices as described above, the organic light emitting display device (hereinafter referred to as OLED) is a self-light emitting device, and since the backlight used in the liquid crystal display device which is a non-light emitting device is not necessary, a light weight can be achieved.
그리고, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있 다. In addition, the viewing angle and contrast ratio are superior to the liquid crystal display device, and it is advantageous in terms of power consumption. It is also possible to drive DC low voltage, has a fast response speed, and the internal components are solid, so it is strong against external shock and has a wide temperature range. It has advantages.
특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다. In particular, since the manufacturing process is simple, there is an advantage that can reduce the production cost more than the conventional liquid crystal display device.
이러한 특성을 갖는 OLED는 크게 패시브 매트릭스 타입(passive matrix type)과 액티브 매트릭스 타입(active matrix type)으로 나뉘어 지는데, 패시브 매트릭스 타입은 신호선을 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하는 반면, 액티브 매트릭스 타입은 화소를 온/오프(on/off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 화소 별로 위치하도록 한다. OLEDs having these characteristics are largely divided into a passive matrix type and an active matrix type. The passive matrix type forms a device in a matrix form while crossing signal lines, whereas an active matrix type is a pixel. A thin film transistor, which is a switching element that turns on / off, is positioned for each pixel.
최근, 패시브 매트릭스 타입은 해상도나 소비전력, 수명 등에 많은 제한적인 요소를 가지고 있어, 고해상도나 대화면을 구현할 수 있는 액티브 매트릭스 타입 OLED의 연구가 활발히 진행되고 있다. In recent years, the passive matrix type has many limited elements such as resolution, power consumption, and lifespan. Accordingly, active matrix type OLEDs capable of realizing high resolution and large screens have been actively studied.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스 타입 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing a cross section of a general active matrix type OLED.
도시한 바와 같이, OLED(10)는 제 1 기판(1)과, 제 1 기판(1)과 마주하는 제 2 기판(2)으로 구성되며, 제 1 및 제 2 기판(1, 2)은 서로 이격되어 이의 가장자리부를 실패턴(seal pattern : 20)을 통해 봉지되어 합착된다. As shown, the OLED 10 is composed of a
이를 좀더 자세히 살펴보면, 제 1 기판(1)의 상부에는 각 화소영역 별로 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있고, 각각의 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결되는 제 1 전극(3)과 제 1 전극(3)의 상부에 특정한 색의 빛을 발광하는 유기발광층(5)과, 유기발광층(5)의 상부에는 제 2 전극(7)이 구성된다. In detail, the driving thin film transistor DTr is formed in each pixel area on the
유기발광층(5)은 적, 녹, 청의 색을 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 각 화소마다 적, 녹, 청색을 발광하는 별도의 유기물질(5a, 5b, 5c)을 패턴하여 사용한다.The organic
이들 제 1 및 제 2 전극(3, 7)과 그 사이에 형성된 유기발광층(5)은 유기전계 발광다이오드를 이루게 된다. 이때, 이러한 구조를 갖는 OLED(10)는 제 1 전극(3)을 양극(anode)으로 제 2 전극(7)을 음극(cathode)으로 구성하게 된다. The first and
한편, 제 2 기판(2)의 내부면에는 외부의 수분을 차단하는 흡습제(13)가 형성된다. On the other hand, a moisture absorbent 13 is formed on the inner surface of the
이러한 OLED(10)는 유기발광층(5)을 통해 발광된 빛의 투과방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉘게 되는데, 하부 발광방식은 안정성 및 공정이 자유도가 높은 반면 개구율의 제한이 있어 고해상도 제품에 적용하기 어려운 문제점이 있다. The OLED 10 is divided into a top emission type and a bottom emission type according to the transmission direction of light emitted through the organic
이에, 최근에는 고개구율 및 고해상도를 갖는 상부 발광방식에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으나, 상부 발광방식은 유기발광층(5) 상부에 통상적으로 음극(cathode)이 위치함에 따라 재료 선택폭이 좁아 투과도가 제한되어 광효율이 저하되는 문제점이 있다.Therefore, in recent years, research into the top emission method having high opening ratio and high resolution has been actively conducted, but the top emission method has a narrow selection of materials as a cathode is usually positioned on the organic
특히, 음극인 제 2 전극(7)으로 일함수가 낮은 금속 물질을 얇게 증착한 반투명 금속막 상에 투명한 도전성 물질을 두껍게 증착하여 사용하는데, 이러한 제 2 전극(7)은 유기발광층(5)의 상부에 형성하므로 열이나 플라즈마에 의한 유기발광층(5)의 손상을 최소화하기 위하여 저온 증착에 의해 형성하게 된다. 이에, 제 2 전극(7)은 막질이 나쁘고 비저항이 높아지게 된다. In particular, a thick transparent conductive material is deposited on the semi-transparent metal film in which a thin metal material having a low work function is deposited as the
여기서, 제 2 전극(7)의 비저항이 높다는 것은 화소의 위치별로 동일한 음극 전압이 인가되는 것이 아니라 전압강하(IR drop)에 의해 전압이 입력되는 부위에서 가까운 영역과 먼 영역에서 전압 차이가 발생하게 한다.Here, the high resistivity of the
이는, 결국 휘도나 화상 특성의 불균일을 발생시키게 되며, 소비전력을 상승시키는 문제점을 야기하게 된다. This, in turn, causes nonuniformity in brightness or image characteristics, and causes a problem of increasing power consumption.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전압강하를 방지할 수 있는 유기전계발광소자를 제공하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다. The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to provide an organic light emitting device capable of preventing a voltage drop.
이를 통해, 균일한 신호를 제공함으로써, 휘도 및 화상 특성을 향상시키고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다. Accordingly, the second object is to improve the luminance and image characteristics by providing a uniform signal.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 화소영역과 비화소영역이 정의되며, 서로 마주대하는 제 1 및 제 2 기판과; 상기 제 2 기판과 마주보는 상기 제 1 기판의 일면 형성된 구동 박막트랜지스타와; 상기 구동 박막트랜지스터와 연결되며, 상기 각 화소영역에 형성된 제 1 전극과; 상기 각 화소영역에 대응하여 상기 각 제 1 전극 사이의 상기 비화소영역에 형성되는 뱅크와; 상기 뱅크 상에 형성된 컬럼 스페이서와; 상기 컬럼 스페이서를 포함한 상기 제 1 기판의 전면에 형성된 유기발광층과; 상기 유기발광층 상부에 형성된 제 2 전극과; 상기 제 1 기판과 마주보는 상기 제 2 기판의 일면에 상기 화소영역 별로 독립적으로 구성된 적, 녹, 청의 컬러필터와; 상기 적, 녹, 청의 컬러필터의 경계에 대응하는 상기 비화소영역에 형성되는 블랙매트릭스와; 상기 블랙매트릭스 상부에 형성되며, 상기 제 2 전극과 전기적으로 접촉하는 보조전극을 포함하며, 상기 유기발광층에서 발광하는 빛은 상기 제 2 전극 상부로 투과하는 상부발광 방식으로 구동되는 유기전계발광소자을 제공한다. In order to achieve the object as described above, the present invention provides a pixel region and a non-pixel region, the first and second substrates facing each other; A driving thin film transistor star formed on one surface of the first substrate facing the second substrate; A first electrode connected to the driving thin film transistor and formed in each pixel area; Banks formed in the non-pixel regions between the first electrodes corresponding to the pixel regions; A column spacer formed on the bank; An organic light emitting layer formed on an entire surface of the first substrate including the column spacers; A second electrode formed on the organic light emitting layer; A red, green, and blue color filter independently configured for each pixel area on one surface of the second substrate facing the first substrate; A black matrix formed in the non-pixel region corresponding to the boundary of the red, green, and blue color filters; It is formed on the black matrix, and includes an auxiliary electrode in electrical contact with the second electrode, the light emitted from the organic light emitting layer is provided to the organic light emitting device is driven in a top light emitting method that passes through the second electrode. do.
이때, 상기 제 2 전극은 반투명 금속막과 투명한 도전성 물질층으로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 블랙매트릭스와 상기 보조전극은 이중층의 패턴 구조인 것을 특징으로 한다. In this case, the second electrode is characterized by consisting of a semi-transparent metal film and a transparent conductive material layer, the black matrix and the auxiliary electrode is characterized in that the double layer pattern structure.
또한, 상기 보조전극은 상기 제 2 전극에 비해 비저항값이 낮은 금속물질인 것을 특징으로 하며, 상기 유기발광층은 단색 유기발광층인 것을 특징으로 한다. In addition, the auxiliary electrode is characterized in that the metal material having a lower specific resistance than the second electrode, the organic light emitting layer is characterized in that the monochromatic organic light emitting layer.
상기 구동 박막트랜지스터는 반도체층과, 게이트전극, 소스 및 드레인전극을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1 전극은 상기 드레인전극과 전기적으로 접촉하는 것을 특징으로 한다. The driving thin film transistor may include a semiconductor layer, a gate electrode, a source, and a drain electrode, and the first electrode may be in electrical contact with the drain electrode.
또한, 본 발명은 상기 화소영역과 비화소영역이 정의된 제 1 기판의 일면에 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 구동 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 비화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극 사이에 뱅크를 형성하는 단계와; 상기 뱅크의 상부에 컬럼 스페이서를 형성하는 단계와; 상기 컬럼 스페이서를 포함한 상기 기판의 전면에 유기발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기발광층 상부에 제 2 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판을 마주보는 제 2 기판의 일면에 상기 비화소영역에 대응하여 블랙매트릭스와 보조전극을 형성하는 단계와; 상기 블랙매트릭스와 상기 보조전극을 사이에 두고 상기 화소영역에 대응하여 적, 녹, 청의 컬러필터를 형성하는 단계와; 상기 제 2 전극이 상기 보조전극과 전기적으로 접촉되도록 상기 제 1 및 제 2 기판을 진공합착하는 단계를 포함하는 유기전계발광소자 제조방법을 제공한다. The present invention also includes forming a driving thin film transistor on one surface of a first substrate in which the pixel region and the non-pixel region are defined; Forming a first electrode electrically connected to the driving thin film transistor; Forming a bank between the first electrode corresponding to the non-pixel region; Forming a column spacer on top of the bank; Forming an organic light emitting layer on an entire surface of the substrate including the column spacers; Forming a second electrode on the organic light emitting layer; Forming a black matrix and an auxiliary electrode on one surface of the second substrate facing the first substrate corresponding to the non-pixel region; Forming red, green, and blue color filters corresponding to the pixel region with the black matrix and the auxiliary electrode interposed therebetween; It provides a method of manufacturing an organic light emitting display device comprising the step of vacuum bonding the first and second substrate such that the second electrode is in electrical contact with the auxiliary electrode.
이때, 상기 제 2 전극은 반투명 금속막과 투명한 도전성 물질층으로 이루어진 이중층 구조로, 상부발광 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하며, 상기 블랙매트릭스와 상기 보조전극은 상기 제 2 기판의 일면에 제 1 및 제 2 물질층을 순차적으로 증착한 후, 마스크 공정을 통해 제 1 및 제 2 물질층을 동시에 패터닝하는 것을 특징으로 한다. In this case, the second electrode has a first and on a surface of a semi-transparent metal film and the transparent conductive material layer double-layer structure consisting of, and being driven in the top emission type, the black matrix and the second substrate, the auxiliary electrode After sequentially depositing the second material layer, the first and second material layers are simultaneously patterned through a mask process.
또한, 상기 제 1 물질층은 불투명한 수지 또는 크롬(Cr)및 크롬화합물(Cr/CrOX) 중 선택된 하나이며, 상기 제 2 물질층은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 은-인듐-틴-옥사이드(Ag-ITO) 중의 선택된 하나의 물질인 것을 특징으로 한다. In addition, the first material layer is an opaque resin or one selected from chromium (Cr) and chromium compounds (Cr / CrOX), and the second material layer is molybdenum (Mo), titanium (Ti), silver-indium-tin -Oxide (Ag-ITO) is characterized in that one of the materials selected.
이때, 상기 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계는 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 반도체층 상부 게이트 절연막과 게이트전극을 형성하는 단계와; 상기 반도체층에 이온주입을 통해 액티브층과 오믹콘택층을 형성하는 단계와; 상기 오믹콘택층을 노출하는 제 1, 2 반도체층 콘택홀을 갖는 층간절연막을 형성하는 단계와; 상기 제 1, 2 반도체층 콘택홀을 통해 상기 오믹콘택층과 접촉하는 소스 및 드 레인전극을 형성하는 단계와; 상기 드레인전극을 노출하는 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광소자 제조방법을 제공한다. In this case, the forming of the driving thin film transistor may include forming a semiconductor layer; Forming a gate electrode and a gate electrode on the semiconductor layer; Forming an active layer and an ohmic contact layer by implanting ions into the semiconductor layer; Forming an interlayer insulating film having first and second semiconductor layer contact holes exposing the ohmic contact layer; Forming source and drain electrodes in contact with the ohmic contact layer through the first and second semiconductor layer contact holes; It provides an organic light emitting device manufacturing method comprising the step of forming a protective layer for exposing the drain electrode.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 상부 발광방식 유기전계발광소자에 있어서 컬러필터층이 형성된 제 2 기판의 블랙매트릭스 상부에 보조전극을 형성함으로써, 음극전극의 전압강하를 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the auxiliary electrode is formed on the black matrix of the second substrate on which the color filter layer is formed in the top emission type organic light emitting diode, thereby preventing the voltage drop of the cathode electrode. .
이에 유기전계발광소자에 균일한 신호를 인가할 수 있어, 휘도 및 화상 특성을 균일하게 할 수 있는 효과가 있다. As a result, a uniform signal can be applied to the organic light emitting display device, whereby luminance and image characteristics can be made uniform.
특히, 보조전극을 비화소영역의 블랙매트릭스 상부에 형성하므로, 발광영역의 개구율에 영향을 주지 않아 고휘도를 구현할 수 있는 효과가 있다. In particular, since the auxiliary electrode is formed on the black matrix of the non-pixel region, high brightness can be realized without affecting the aperture ratio of the emission region.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상부 발광방식 OLED의 일부를 도시한 것으로써 구동 박막트랜지스터 및 유기전계발광 다이오드를 포함하는 하나의 화소에 대한 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view of one pixel including a driving thin film transistor and an organic light emitting diode as a part of a top emitting OLED according to an exemplary embodiment of the present invention.
이때 설명의 편의를 위해 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되는 영역을 구동영역(DA), 구동영역(DA)과 대응되는 비화소영역(NP)과 유기전계발광 다이오드(E)가 형성되는 영역을 발광영역(PA)이라 정의한다. 그리고 도면에는 나타내지 않았지만 스위칭 박막트랜지스터가 형성되는 영역을 스위칭 영역이라 정의한다.In this case, for convenience of description, the region where the driving thin film transistor DTr is formed is referred to as the driving region DA, the region where the non-pixel region NP corresponding to the driving region DA and the organic light emitting diode E are formed. This is defined as the light emitting area PA. Although not shown in the drawing, an area in which the switching thin film transistor is formed is defined as a switching area.
도시한 바와 같이, OLED(100)는 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 그리고 유기전계발광 다이오드(E)가 형성된 제 1 기판(101)과, 컬러필터(131a, 131b, 131c)가 형성된 제 2 기판(102)이 서로 마주하며 대향하고 있다.As shown, the OLED 100 includes a
여기서, 제 1 기판(101) 상에는 반도체층(105)이 형성되는데, 반도체층(105)은 구동영역(DA)에 대응하여 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(105a) 그리고 액티브영역(105a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(105b, 105c)으로 구성된다. Here, the
이러한 반도체층(105) 상부로는 게이트 절연막(108)이 형성되어 있다.The
게이트 절연막(108) 상부로는 반도체층(105a)에 대응하여 게이트 전극(109)과 도면에 나타내지 않았지만 일방향으로 연장하는 게이트 배선이 형성되어 있다. A
또한, 게이트 전극(109)과 게이트 배선(미도시) 상부 전면에 층간절연막(111)이 형성되어 있으며, 이때 층간절연막(111)과 그 하부의 게이트 절연막(108)은 액티브영역(105a) 양측면에 위치한 소스 및 드레인영역(105b, 105c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(111a, 111b)을 구비한다. In addition, an interlayer
다음으로, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(111a, 111b)을 포함하는 층간절연막(111) 상부로는 구동영역(DA)에 대응하여 서로 이격하며 제 1, 2 반도체층 콘택홀(111a, 111b)을 통해 노출된 소스 및 드레인영역(105b, 105c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(115, 117)이 형성되어 있다. Next, an upper portion of the
그리고, 소스 및 드레인전극(115, 117)과 두 전극(115, 117) 사이로 노출된 층간절연막(111) 상부로 보호층(119)이 형성되어 있다. A
이때, 소스 및 드레인 전극(115, 117)과 이들 전극(115, 117)과 접촉하는 소스 및 드레인영역(105b, 105c)을 포함하는 반도체층(105)과 반도체층(105) 상부에 형성된 게이트 절연막(108) 및 게이트 전극(109)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이루게 된다. In this case, the gate insulating layer formed on the
이때 도면에 나타나지 않았지만, 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(미도시)이 형성되어 있으며, 스위칭 영역에는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 형태로 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 또한 형성되어 있다.Although not shown in the drawing, a data line (not shown) defining the pixel area P is formed to cross the gate line (not shown), and the switching thin film transistor has the same shape as the driving thin film transistor DTr in the switching area. (Not shown) is also formed.
이때, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과 연결되며, 데이터 배선(미도시)은 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 소스 전극(미도시)과 연결된다. In this case, the switching thin film transistor (not shown) is connected to the driving thin film transistor DTr, the gate line (not shown), and the data line (not shown), and the data line (not shown) is a source of the switching thin film transistor (not shown). It is connected to an electrode (not shown).
또한, 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(117)과 연결되며 보호층(119) 상부로는 실질적으로 화상을 표시하는 영역 즉, 발광영역(PA)에는 예를들어 일함수 값이 비교적 높은 물질로 유기전계발광 다이오드(E)를 구성하는 일 구성요소로써 양극(anode)을 이루는 제 1 전극(120)이 형성되어 있다.In addition, a material that is connected to the
이러한 제 1 전극(120)은 각 화소영역별로 형성되는데, 각 화소영역(P) 별로 형성된 제 1 전극(120) 사이에는 뱅크(bank : 121)가 위치한다. The
즉, 뱅크(121)를 각 화소영역(P) 별 경계부로 하여 제 1 전극(120)이 화소영 역(P)별로 분리된 구조로 형성되어 있다. That is, the
그리고, 이러한 뱅크(121) 상부로는 컬럼 스페이서(123)가 형성되는데, 컬럼 스페이서(123)는 유기물질로 이루어지므로 뱅크(121) 상부에 쉽게 형성할 수 있다. The
이의 컬럼 스페이서(123)는 제 1 및 제 2 기판(101, 102)이 서로 전기적으로 연결되도록 하는 연결패턴이다. The
다음으로 이러한 컬럼 스페이서(123)를 포함하여 기판(101)의 전면에 유기발광층(125)이 형성되어 있다. Next, the organic
여기서, 유기발광층(125)은 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층( hole transporting layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.Here, the organic
그리고, 유기발광층(125)의 상부로는 전면에 음극(cathode)을 이루는 제 2 전극(127)이 형성되어 있다.In addition, a
제 1, 2 전극(120, 127)과 그 사이에 형성된 유기발광층(125)은 유기전계발광 다이오드(E)를 이루게 된다.The first and
이때, 제 2 전극(127)을 이중층 구조로, 일함수가 낮은 금속 물질을 얇게 증착한 반투명 금속막 상에 투명한 도전성 물질을 두껍게 증착된 이층 구조이다. In this case, the
따라서, 유기발광층(125)에서 발광된 빛은 제 2 전극(127)을 향해 방출되는 상부 발광방식으로 구동된다. Therefore, the light emitted from the organic
한편, 제 1 기판(101)과 서로 마주하며 대향하고 있는 제 2 기판(102) 상에는 각 화소영역(P) 별로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러필터(131a, 131b, 131c)가 차례대로 반복 배열되어 있고, 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러필터(131a, 131b, 131c)의 컬러별 경계부를 포함하는 비화소영역(NP)에는 블랙매트릭스(133)가 형성되어 있다. On the other hand, the red (R), green (G), and blue (B)
여기서, 블랙매트릭스(133)는 불투명한 수지를 사용하거나 크롬(Cr)및 크롬화합물(Cr/CrOX)을 적층하여 형성할 수 있다.Here, the
이에, 제 1 기판(101) 상에 형성된 유기발광층(125)은 단색 발광층으로 이루어지며, 일예로 백색발광층으로 이루어질 수 있다. Thus, the organic
특히, 본 발명은 블랙매트릭스(133) 상부에 보조전극(200)이 더욱 형성되는 것을 특징으로 한다. 즉, 유기전계발광 다이오드(E)의 음극전극인 제 2 전극(127)의 전압강하를 방지하기 위한 보조전극(200)을 비화소영역(NP)인 각 발광영역(PA)의 사이에 형성하는 것이다. In particular, the present invention is characterized in that the
이에, 제 1 기판(101) 상의 컬럼 스페이서(123)로 인하여 각 발광영역(PA)의 유기전계발광 다이오드(E)의 제 2 전극(127)은 보조전극(200)과 전기적으로 연결된다. Accordingly, the
이는, OLED(100)가 상부 발광방식인 경우 유기발광층(125)으로부터 발광되는 빛이 제 2 전극(127)을 투과하여 전면으로 조사되게 되는데, 이때 제 2 전극(127)을 유기발광층(125) 상부에 형성하는 과정에서 유기발광층(125)의 손상을 최소화하기 위하여 제 2 전극(127)은 비저항이 높아지게 되어, 화소영역(P)의 위치별로 동 일한 전압이 인가되는 것이 아니라 전압강하(IR drop)에 의해 전압이 입력되는 부위에서 가까운 영역과 먼 영역에서 전압 차이가 발생하게 된다. When the
이에, 휘도나 화상 특성의 불균일을 발생시키게 되며 소비전력을 상승시키는 문제점을 야기하게 되는데, 본 발명은 각 화소영역(P) 별로 제 2 전극(127)이 보조전극(200)과 전기적으로 연결되도록 함으로써 제 2 전극(127)의 전압강하를 방지할 수 있다. As a result, unevenness in brightness and image characteristics may occur, and power consumption may be increased. In the present invention, the
여기서, 보조전극(200)은 제 2 전극(127)의 전압강하를 최저화하기 위해 제 2 전극(127)에 비해 비저항이 낮은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 은-인듐-틴-옥사이드(Ag-ITO)물질로 형성한다. Here, the
이때, 제 2 전극(127)이 ITO로 이루어질 경우, 보조전극(200)은 ITO와 갈바닉 부식(galvanic corrosion)이 발생되지 않는 금속물질에서 선택되며, 알루미늄(Al)계 금속물질은 제외되는 것이 바람직하다. In this case, when the
전술한 본 발명의 실시예에 따른 OLED(100)는 스위칭 및 구동박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E)를 갖는 제 1 기판(101)과 적, 녹, 청의 컬러필터(131a, 131b, 131c)을 갖는 제 2 기판(102)을 각각 따로 형성한 후, 이들 두 기판(101, 102)을 합착하여 OLED(100)를 완성한다. The
이러한 OLED(100)는 선택된 색 신호에 따라 제 1 전극(120)과 제 2 전극(127)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(120)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(127)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(125)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이 될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다.When a predetermined voltage is applied to the
이때, 발광된 빛은 투명한 제 2 전극(127)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, OLED(100)는 임의의 화상을 구현하게 된다. At this time, since the emitted light passes through the transparent
이 과정에서, 제 2 전극(127)이 보조전극(200)과 전기적으로 연결되어 있으므로, 전압 인가 부위로부터 멀어짐에 따른 전압강하를 방지할 수 있게 된다.In this process, since the
이를 통해, 휘도 및 화상 특성을 균일하게 할 수 있다. As a result, the luminance and image characteristics can be made uniform.
특히, 보조전극(200)을 비화소영역(NP)의 블랙매트릭스(133) 상부에 형성하므로, 발광영역(PA)의 개구율에 영향을 주지 않게 된다. In particular, since the
한편, 본 발명의 실시예에 따른 OLED(100)는 크게 유기전계발광 다이오드(E)가 형성된 제 1 기판(101 : 이하, 유기전계발광 다이오드 기판이라 함)과 컬러필터(131a, 131b, 131c)가 형성된 제 2 기판(102 : 이하, 컬러필터기판이라 함)을 각각 형성 한 후, 진공합착 공정을 통해 합착함으로써 형성한다. On the other hand, the
이때, 블랙매트릭스(133) 상부에 형성하는 보조전극(200)은 별도의 추가 마스크 공정 없이 형성 가능한데, 이에 대해 도 3a ~ 3j와 도 4a ~ 4b를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다. At this time, the
도 3a ~ 3j는 본 발명의 실시예에 따른 상부 발광방식 OLED의 유기전계발광 다이오드 기판의 제조 단계별 단면도이다. 3A to 3J are cross-sectional views of manufacturing an organic light emitting diode substrate of a top emitting OLED according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 각 화소영역(P)을 구동 박막트랜지스터가 형성되는 구동영역(DA)으로 정의하여 도시하였다.As illustrated, each pixel area P is defined as a driving area DA in which a driving thin film transistor is formed.
먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이 제 1 기판(101) 상에 비정질실리콘을 증착 한 후, 포토레지스트의 도포, 마스크를 통한 노광, 노광된 포토레지스트의 현상 및 현상후 남아 있는 포토레지스트 외부로 노출된 비정질실리콘층의 식각 및 남아 있는 포토레지스트의 애싱(ashing) 또는 스트립(strip) 등의 마스크 공정을 통한 패터닝이라 칭하는 일련의 공정을 진행하여 실리콘패턴(205)을 형성한다. First, as shown in FIG. 3A, after depositing amorphous silicon on the
이때, 실리콘패턴(205)의 탈수소 과정을 거쳐 열처리에 의해 폴리실리콘으로 결정화하는 공정을 더욱 포함한다. In this case, the method may further include crystallizing polysilicon by heat treatment after dehydrogenation of the
제 1 기판(101)은 유리 기판이나 플라스틱 기판 또는 플렉서블(flexible) 기판중 어느 하나로 하는 것이 바람직하다. It is preferable that the
다음으로 도 3b에 도시한 바와 같이, 실리콘패턴(205)이 형성된 기판(101) 상에 제 2 절연물질 및 제 1 금속층을 차례대로 증착한 후, 앞서 설명한 바와 같이 마스크 공정을 통해 실리콘패턴(205)의 중앙부에 제 2 절연물질을 게이트 절연막(108)으로 형성한다. Next, as shown in FIG. 3B, the second insulating material and the first metal layer are sequentially deposited on the
그리고 게이트 절연막(108)을 하부층으로 하여 제 1 금속층을 게이트 전극(109)으로 형성한다. The first metal layer is formed as the
여기서, 제 2 절연물질은 무기절연물질인 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(Si02) 중 어느 하나인 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the second insulating material is any one of silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (Si0 2 ), which is an inorganic insulating material.
그리고, 제 1 금속층은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 등의 금속 물질 중에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질을 증착하여 단일층 또는 이중층으로 하는 것이 바람직하다.The first metal layer is formed by depositing one or two or more materials selected from metal materials such as aluminum (Al) or aluminum alloy (AlNd), molybdenum (Mo), nickel (Ni), tungsten (W), and the like. It is preferable to set it as.
이때, 도면상에 도시하지는 않았지만 게이트전극(109)과 연결되며 데이터배선과 함께 화소영역(P)을 정의하는 일방향의 게이트배선이 형성되며, 전원공급배선과 연결된 파워전극이 같이 형성될 수도 있다. In this case, although not shown in the drawing, a gate wiring in one direction connected to the
다음으로 도 3c에 도시한 바와 같이, 실리콘패턴(205)이 형성된 기판(101)에 있어서, 게이트전극(109) 및 게이트배선(미도시)과 파워전극(미도시) 외부로 노출된 게이트 절연막(108)을 식각하여 제거한 후, 기판(101) 상에 적정 도즈량을 갖는 이온주입에 의해 n+ 또는 p+ 도핑을 실시한다. Next, as shown in FIG. 3C, in the
이때, 구동영역(DA)의 실리콘패턴(205)에 있어서 게이트전극(109)에 의해 이온주입이 블록킹된 부분은 액티브영역(105a)을 형성하게 되고, 그 외의 이온주입된 액티브 영역은 소스 및 드레인영역(105b, 105c)을 형성하게 된다.At this time, the portion of the
이로써 액티브영역(105a)과 소스 및 드레인영역(105b, 105c)으로 이루어진 반도체층(105)을 완성하게 된다. This completes the
다음으로 도 3d에 도시한 바와 같이, 게이트전극(109)을 포함하여 노출된 소스 및 드레인영역(105b, 105c) 상부로 무기절연물질을 증착하고 마스크공정을 진행하여 패터닝함으로써, 구동영역(DA)에 있어서 게이트전극(109) 양측의 소스 및 드레인영역(105b, 105c) 일부를 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(111a, 111b)을 갖는 층간절연막(111)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3D, an inorganic insulating material is deposited on the exposed source and drain
다음으로 도 3e에 도시한 바와 같이, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(111a, 111b)을 갖는 층간절연막(111)이 형성된 기판(101) 전면에 금속물질을 증착하고 마스크공정을 진행하여 패터닝함으로써 구동영역(DA)에 있어서, 제 1, 2 반도체층 콘택 홀(111a, 111b)을 통해 각각 소스 및 드레인영역(105b, 105c)과 접촉하는 소스 및 드레인전극(115, 117)을 형성한다. Next, as illustrated in FIG. 3E, a metal material is deposited on the entire surface of the
이때, 소스 및 드레인전극(115, 117)은 게이트전극(109)을 사이에 두고 서로 이격하게 위치한다.In this case, the source and drain
다음으로 도 3f에 도시한 바와 같이, 소스 및 드레인전극(115, 117)이 형성된 기판(101) 전면에 유기절연물질을 도포하고 마스크공정을 통해 패터닝함으로써, 기판(101) 전면에 보호층(119)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3F, an organic insulating material is coated on the entire surface of the
이때, 보호층(119)은 드레인전극(117)을 노출하는 드레인전극 콘택홀(119a)를 가지며, 이러한 보호층(119)의 구동영역(DA) 이외의 영역 상부로는 유기전계발광 다이오드(E)를 구성하는 일 구성요소로써 양극(anode)을 이루는 제 1 전극(120)을 형성한다. In this case, the
다음으로 도 3g에 도시한 바와 같이, 제 1 전극(120)의 상부에 감광성의 유기절연물질 예를 들면 포토아크릴(photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB)을 도포하고 이를 패터닝함으로써 제 1 전극(120) 상부로 뱅크(121)를 형성한다. Next, as shown in FIG. 3G, the
뱅크(121)는 기판(101) 전체적으로 격자 구조의 매트릭스 타입으로 형성되어 화소영역(P) 간을 구분하게 된다. The
다음으로 도 3h에 도시한 바와 같이, 뱅크(121) 상부에 유기물질을 증착하고 이를 패터닝함으로써, 뱅크(121)에 근접한 밑면이 넓고 위로 갈수록 폭이 좁아지는형상의 컬럼 스페이서(123)를 형성한다. Next, as illustrated in FIG. 3H, an organic material is deposited on the
다음으로 도 3i에 도시한 바와 같이, 뱅크(121) 및 컬럼 스페이서(123) 상부 로 유기발광물질을 도포 또는 증착함으로써, 유기발광층(125)을 형성한다. Next, as illustrated in FIG. 3I, the organic
이때, 유기발광물질은 노즐코팅 장치, 디스펜싱 장치 또는 잉크젯 장치를 이용하여 코팅 또는 분사함으로써, 각 화소영역(P) 별로 각각 분리된 유기발광층(125)을 형성할 수도 있으며, 쉐도우 마스크를 이용하여 유기발광물질을 열증착 함으로써 각 화소영역(P) 별로 유기발광층(125)을 형성할 수도 있다. In this case, the organic light emitting material may be coated or sprayed using a nozzle coating device, a dispensing device, or an inkjet device to form an organic
유기발광층(125)은, 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층( hole transporting layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.The organic
여기서, 본 발명의 유기발광층(125)은 단색 발광층으로 구성된다. Here, the organic
다음으로 도 3j에 도시한 바와 같이, 유기발광층(125) 상부에 일함수가 낮은 금속 물질을 얇게 증착한 반투명 금속막 상에 투명한 도전성 물질을 두껍게 증착한 제 2 전극(127)을 형성함으로써, 본 발명에 따른 상부 발광방식 OLED의 유기전계발광 다이오드 기판을 완성한다.Next, as illustrated in FIG. 3J, a
도 4a ~ 4b는 본 발명의 실시예에 따른 상부 발광방식 OLED의 컬러필터기판의 제조 단계별 단면도이다.4A to 4B are cross-sectional views of manufacturing a color filter substrate of an upper emission type OLED according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4a에 도시한 바와 같이, 절연기판인 제 2 기판(102)에 유기전계발광 다이오드 기판의 각 화소영역(P)과 대응되는 화소영역(P)을 정의한다. As shown in FIG. 4A, a pixel region P corresponding to each pixel region P of the organic light emitting diode substrate is defined on the
여기서, 제 2 기판(102) 또한 유리 기판이나 플라스틱 기판 또는 플렉서 블(flexible) 기판 중 어느 하나로 하는 것이 바람직하다. Here, the
그리고 제 2 기판(102) 상에 제 1 및 제 2 물질층을 순차적으로 증착한 후, 마스크공정을 통해 패터닝하여 화소영역(P)의 경계부를 포함하는 비화소영역(NP)에 블랙매트릭스(133)와 보조전극(200)을 형성한다.The first and second material layers are sequentially deposited on the
이때, 블랙매트릭스(133)는 불투명한 수지 또는 크롬(Cr)및 크롬화합물(Cr/CrOX) 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다. In this case, the
그리고, 보조전극(200)은 유기전계발광 다이오드 기판 상에 형성한 제 2 전극(도 3j의 127)의 전압강하를 최저화하기 위해 비저항이 낮은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 은-인듐-틴-옥사이드(Ag-ITO) 중의 선택된 하나의 물질로 형성하는 것이 바람직하다. In addition, the
다음으로 도 4b에 도시한 바와 같이, 블랙매트릭스(133)와 보조전극(200)이 형성된 제 2 기판(102)의 전면에 적, 녹, 청 컬러수지를 나타내는 감광성 컬러수지를 도포하여 컬러수지층을 형성한 후, 마스크공정을 통해 패터닝하여 적, 녹, 청의 컬러필터(131)를 순차 형성함으로써, 본 발명에 따른 상부 발광방식 OLED의 컬러필터기판을 완성한다.Next, as shown in FIG. 4B, a color resin layer is formed by coating photosensitive color resins representing red, green, and blue color resins on the entire surface of the
이후, 도면에 도시하지는 않았지만 전술한 공정을 통해 완성된 유기전계발광 다이오드 기판과 컬러필터기판 중 어느 하나의 기판의 테두리를 따라 씰패턴을 형성한다. Subsequently, although not shown in the drawings, a seal pattern is formed along an edge of one of the organic light emitting diode substrate and the color filter substrate, which are completed through the above-described process.
다음으로 이들 두 기판을 서로 대향시킨 후, 컬럼 스페이서(도 3j의 123) 상에 형성된 제 2 전극(도 3j의 127)과 보조전극(200)이 서로 맞닿도록 한 상태에서 진공 또는 불활성 기체인 질소 분위기에서 합착함으로써 상부 발광방식 OLED(도 2의 100)를 완성한다.Next, after the two substrates are opposed to each other, nitrogen, which is a vacuum or an inert gas, is brought into contact with the second electrode (127 of FIG. 3J) and the
이때, 실패턴(미도시)의 내측으로 흡습제(미도시)가 형성되어 있는데, 흡습제(미도시)는 외부의 수분을 차단하기 위하여 구비되는데, 이는 유기발광층(도 3j의 125)이 산소 및 수분에 노출되면 쉽게 열화되는 특성 때문에 이를 방지하기 위함이다. At this time, the absorbent (not shown) is formed inside the failure turn (not shown), the absorbent (not shown) is provided to block the external moisture, which is the organic light emitting layer (125 in Figure 3j) oxygen and moisture This is to prevent this because of the easily deteriorated characteristics when exposed to.
전술한 바와 같이, 상부 발광방식 OLED(도 2의 100)에 있어서 컬러필터층이 형성된 제 2 기판(102)의 블랙매트릭스(133) 상부에 보조전극(200)을 형성하여, 음극전극인 제 2 전극(도 3j의 127)의 전압강하를 방지할 수 있다. As described above, the
이를 통해, OLED(도 2의 100)의 휘도 및 화상 특성을 균일하게 할 수 있다. Through this, the luminance and image characteristics of the OLED (100 in FIG. 2) can be made uniform.
특히, 보조전극(200)을 비화소영역(NP)의 블랙매트릭스(133) 상부에 형성하므로, 발광영역(PA)의 개구율에 영향을 주지 않게 된다. In particular, since the
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 도면. 1 is a schematic cross-sectional view of a typical active matrix OLED.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상부 발광방식 OLED의 일부를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing a portion of a top-emitting OLED according to an embodiment of the present invention.
도 3a ~ 3j는 본 발명의 실시예에 따른 상부 발광방식 OLED의 유기전계발광 다이오드 기판의 제조 단계별 단면도.3A to 3J are cross-sectional views of manufacturing an organic light emitting diode substrate of a top emitting OLED according to an embodiment of the present invention.
도 4a ~ 4b는 본 발명의 실시예에 따른 상부 발광방식 OLED의 컬러필터기판의 제조 단계별 단면도.Figures 4a to 4b is a cross-sectional view of the manufacturing step of the color filter substrate of the top-emitting OLED according to an embodiment of the present invention.
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