JP6681455B2 - 有機発光装置 - Google Patents
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Description
本発明は、有機発光装置に関し、特に、アノード電極及びカソード電極の抵抗を下げることができる有機発光装置に関する。
有機発光装置（ＯＬＥＤ）は、自発光が可能であり、別途の光源を必要としないため、軽量薄型に製造可能である。また、有機発光装置は、低電圧駆動によって消費電力の面で有利であるだけでなく、色相の具現、応答速度、色視野角、及びコントラスト比（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｒａｔｉｏ；ＣＲ）にも優れるため、次世代発光装置として研究されている。
このような有機発光装置が大面積の照明装置に適用される場合、アノード電極及びカソード電極のそれぞれの面積が増加するようになり、そのため、アノード電極及びカソード電極のそれぞれの抵抗が増加するようになる。この場合、アノード電極及びカソード電極のそれぞれの抵抗の増加により、輝度不均一が発生するという問題がある。
本発明は、上記問題点を解決するためのもので、本発明は、アノード電極及びカソード電極の抵抗を下げることができる有機発光装置を提供することを技術的課題とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る有機発光装置は、有機層を挟んでアノード電極と対向するカソード電極と；前記カソード電極上に配置され、トレンチを有する封止保護層と；前記トレンチ内に埋め込まれて前記カソード電極と接触する上部補助電極とを備える。
本発明の実施例によれば、カソード電極上に上部補助電極が直接配置されることによって、有機層の損傷なしにアノード電極及びカソード電極のそれぞれの抵抗を低減することができ、輝度不均一の発生を防止することができる。また、封止保護層のトレンチ内に埋め込まれる上部補助電極上に金属保護層が配置されることによって、外部の水分や酸素などによって有機層が損傷することを防止することができる。また、上部補助電極と金属保護層が同一のマスク工程で形成されるので、構造及び製造コストを減少させることができる。それだけでなく、上部補助電極は反射型電極の役割を果たすので、光取り出し効果を有するようになって効率が増加する。
以下、添付の図面を参照して、本発明に係る実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る有機発光装置を示す平面図であり、図２は、図１に示された有機発光装置を示す断面図である。
図１及び図２に示された有機発光装置は、基板１０１上に配置される発光素子１３０、画素絶縁膜１３８、及び封止保護層１４０を備える。
発光素子１３０は、アノード電極１３２と、アノード電極１３２上に形成される発光層１３４と、発光層１３４上に形成されたカソード電極１３６とを備える。
アノード電極１３２は基板１０１上に形成される。このアノード電極１３２は、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）又はインジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）のような透明導電層で形成される。このようなアノード電極１３２は、図３に示されるように、アノード部１３２ａ、接触部１３２ｂ、及び短絡防止部１３２ｃを備える。
アノード部１３２ａは、画素絶縁膜１３８によって設けられた発光領域と重なる領域であって、発光層１３４を挟んでカソード電極１３６と重なる。
接触部１３２ｂは、下部補助電極１２２上で下部補助電極１２２に沿って形成される。ここで、下部補助電極１２２は、アノード電極１３２の抵抗成分を減少させるために、アノード電極１３２の接触部１３２ｂの下部でアノード電極１３２と接触する。このために、下部補助電極１２２は、アノード電極１３２の材質である透明導電層よりも導電率が高い材質で形成される。例えば、下部補助電極１２２は、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジム（Ｎｄ）、及び銅（Ｃｕ）のいずれか１つまたはこれらの合金を用いて単層又は多層構造で形成される。このような下部補助電極１２２は、画素絶縁膜１３８と重なるように画素絶縁膜１３８に沿って格子形状に形成される。
短絡防止部１３２ｃは、アノード電極の接触部１３２ｂと、アノード電極のアノード部１３２ａとの間に位置する。この短絡防止部１３２ｃは、接触部１３２ｂ及びアノード部１３２ａのそれぞれとアノードホール１３２ｈを挟んで所定の領域で離隔する。このような短絡防止部１３２ｃは、接触部１３２ｂ及びアノード部１３２ａよりも高抵抗値を有するように、接触部１３２ｂ及びアノード部１３２ａよりも線幅が小さく形成される。これによって、短絡防止部１３２ｃは、所定の発光領域のカソード電極１３６とアノード電極１３２との間に異物などによって短絡欠陥が発生する場合に、他の発光領域の発光素子１３０の電流が短絡欠陥部位を介して漏れることを防止する。
画素絶縁膜１３８は、下部補助電極１２２に沿って下部補助電極１２２と重なるように形成されるので、発光領域が開放された島（ｉｓｌａｎｄ）形状を有する。この画素絶縁膜１３８は、下部補助電極１２２の側面及び上部面と、アノード電極１３２の側面とを覆うように形成される。この場合、アノード電極１３２及び下部補助電極１２２のそれぞれとカソード電極１３６との間の距離は、画素絶縁膜１３８の厚さだけ従来よりも増加するので、アノード電極１３２及び下部補助電極１２２のそれぞれとカソード電極１３６との間の短絡不良の発生を減少させることができる。また、画素絶縁膜１３８は、アノード電極１３２の側面を覆うように形成されるので、アノード電極１３２の腐食などを防止することができる。このような画素絶縁膜１３８は、光開始剤を有する有機絶縁材質、例えば、フォトアクリルなどで形成される。有機絶縁材質の画素絶縁膜１３８は、エッチング工程なしにフォトリソグラフィー工程のみで形成可能であるので、工程を単純化することができる。
有機層１３４は、画素絶縁膜１３８によって設けられた発光領域のアノード電極１３２上に形成される。有機層１３４は、アノード電極１３２上に正孔関連層、発光層、電子関連層の順に又はその逆順に積層されて形成される。このような有機層１３４は、微細金属マスク（ｆｉｎｅ ｍｅｔａｌ ｍａｓｋ）を用いた蒸着工程または露光マスクを用いたフォトリソグラフィー工程なしに、塗布工程のみで形成されるので、有機層１３４は、カソード電極１３６の下部においてカソード電極１３６と類似の面積で形成される。すなわち、有機層１３４は、基板の全面に断絶なしに形成されるので、導波管（ｗａｖｅ ｇｕｉｄｅ）の役割を果たす。有機層１３４で生成されて有機層内で導波された光は、上部補助電極１２６によって基板１０１の背面に取り出されるので、光効率が増加する。
カソード電極１３６は、有機層１３４を挟んでアノード電極１３２と対向するように、有機層１３４上に形成される。このようなカソード電極１３６は、透明照明装置に適用される場合、アノード電極１３２と同様に、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）又はインジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）のような透明導電層で形成される。
カソード電極１３６の抵抗成分を減少させるために、カソード電極１３６上に、カソード電極１３６と接触する上部補助電極１２６が配置される。上部補助電極１２６は、カソード電極１３６の材質である透明導電層よりも導電率が高い材質で形成される。例えば、上部補助電極１２６は、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジム（Ｎｄ）、及び銅（Ｃｕ）のいずれか１つまたはこれらの合金を用いて単層又は多層構造で形成される。このような上部補助電極１２６は、画素絶縁膜１３８及び下部補助電極１２２と重なるように、画素絶縁膜１３８及び下部補助電極１２２に沿って格子形状又は直線形状に形成される。
一方、上部補助電極１２６がカソード電極１３６の下部で有機層１３４と接触する場合、上部補助電極１２６の製造工程時に用いられるエッチング液及びストリップ液などにより有機層１３４が損傷する。したがって、本発明では、上部補助電極１２６がカソード電極１３６上に配置されることで有機層１３４と接触しないので、上部補助電極１２６の製造工程時に有機層１３４が損傷することを防止することができる。
また、上部補助電極１２６は不透明材質で形成されるので、上部補助電極１２６は反射板の役割を果たすことになる。この場合、上部反射電極１２６は、有機層１３４で生成されて上部反射電極１２６に向かう光を反射させて基板１０１を通して外部に出射するので、光取り出し効率を向上させることができる。
このような上部補助電極１２６上には、上部補助電極１２６と同一の線幅を有する金属保護層１１４が配置される。この金属保護層１１４は、封止保護層１４０と境界をなすように形成される。このような金属保護層１１４は、無機絶縁材質又は金属材質に比べて有機ポリマー材質（例えば、フォトレジスト）上で吸着力が低い材質で形成される。例えば、金属保護層１１４はＡｌ２Ｏ３で形成される。このような金属保護層１１４は、製造工程時に用いられる製造液によって上部補助電極１２６及び有機層１３４が損傷することを防止する役割を果たす。
封止保護層１４０は、外部の水分や酸素に弱い有機発光素子１３０に外部の水分や酸素が浸透することを遮断する。このために、封止保護層１４０は、カソード電極の上部に配置されて、水分や酸素に弱い有機層を封止する。このような封止保護層１４０は、下部補助電極１２２と重なる領域において、カソード電極１３６の上部面を露出させるトレンチ１４８を備える。このトレンチ１４８内には、封止保護層１４０と境界をなす上部補助電極１２６が埋め込まれる。
このような封止保護層１４０は、図２に示されるように単層構造で形成されるか、または図４に示されるように多層構造で形成されてもよい。
図４に示された封止保護層１４０は、多数の無機封止層１４２，１４６、及び多数の無機封止層１４２，１４６の間に配置される有機封止層１４４を備え、無機封止層１４６が最上層に配置されるようにする。このとき、封止保護層１４０は、少なくとも２層の無機封止層１４２，１４６、及び少なくとも１層の有機封止層１４４を備える。本発明では、第１及び第２無機封止層１４２，１４６の間に有機封止層１４４が配置される封止保護層１４０の構造を例に挙げて説明する。
第１無機封止層１４２は、有機発光素子１３０と最も隣接するように、カソード電極１３６が形成された第１基板１０１上に形成される。このような第１無機封止層１４２は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のような低温蒸着が可能な無機絶縁材質で形成される。これによって、第１無機封止層１４２が低温雰囲気で蒸着されるので、第１無機封止層１４２の蒸着工程時に高温雰囲気に弱い有機層１３４が損傷することを防止することができる。
第１無機封止層１４２は、下部補助電極１２２と重なる領域において、カソード電極１３６の上部面を露出させるトレンチ１４８を備える。このトレンチ１４８内には、第１無機封止層１４２と境界をなす上部補助電極１２６が埋め込まれる。
有機封止層１４４は、第１無機封止層１４２よりも小さい面積で第１無機封止層１４２上に配置される。このような有機封止層１４４は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエチレン、またはシリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）のような有機絶縁材質で形成される。これによって、有機封止層１４４は、有機発光装置の撓みによる各層間の応力を緩和させる緩衝の役割を果たし、平坦化性能を強化する。
第２無機封止層１４６は、有機封止層１４４が形成された基板１０１上に、有機封止層１４４の上部面及び側面を覆うように形成される。これによって、第２無機封止層１４６は、外部の水分や酸素が第１無機封止層１４２及び有機封止層１４４に浸透することを最小化又は遮断する。このような第２無機封止層１４６は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のような無機絶縁材質で形成される。
図５Ａ乃至図５Ｈは、図４に示された有機発光装置の製造方法を説明するための断面図である。
図５Ａに示されたように、基板１０１上に不透明導電層が全面蒸着された後、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程を通じて不透明導電層がパターニングされることによって、下部補助電極が形成される。その後、下部補助電極が形成された基板上に、透明導電層が全面蒸着された後、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程を通じて透明導電層がパターニングされることによって、アノード部１３２ａ、短絡防止部１３２ｃ及び接触部１３２ｂを有するアノード電極１３２が形成される。アノード電極１３２が形成された基板上に、ＳｉＮｘ又はＳｉＯｘのような無機絶縁物質が全面蒸着された後、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程を通じてその無機絶縁物質がパターニングされることによって、図５Ｂに示されたように画素絶縁膜１３８が形成される。画素絶縁膜１３８が形成された基板１０１の全面上に、図５Ｃに示されたように、有機層１３４、カソード電極１３６及び第１無機封止層１４２が順次形成される。その後、第１無機封止層１４２上にフォトレジストが塗布された後、そのフォトレジストが露光及び現像工程を通じてパターニングされることによって、開口部１５２を有するフォトレジストパターン１５０が形成される。ここで、開口部１５２は、画素絶縁膜１３８と重なるように配置され、開口部１５２によって露出されたフォトレジストパターン１５０の側面は逆テーパーを有するように形成される。
このようなフォトレジストパターン１５０をマスクとして用いたエッチング工程を通じて第１無機封止層１４２がパターニングされることによって、図５Ｄに示されたように、カソード電極１３６を露出させるトレンチ１４８が形成される。
その後、トレンチ１４８が形成された基板１０１の上部に不透明導電層を全面蒸着することによって、図５Ｅに示されたように、フォトレジストパターン１５０上に上部補助電極１２６が形成されると共に、トレンチ１４８内に上部補助電極１２６が埋め込まれる。このとき、上部補助電極１２６は、フォトレジストパターン１５０の側面を露出させるように形成される。
その後、上部補助電極１２６が形成された基板１０１上に、図５Ｆに示されたように、金属保護層１１４が全面蒸着される。このとき、金属保護層１１４は、上部補助電極１２６との接着力が有機絶縁材質のフォトレジストパターン１５０との接着力よりも高い材質で形成される。これによって、金属保護層１１４は、上部補助電極１２６の上部面上に形成される反面、フォトレジストパターン１５０の側面上には形成されない。その後、図５Ｇに示されたように、ストリップ工程を通じてフォトレジストパターン１５０を除去することによって、フォトレジストパターン１５０の上部に配置された上部補助電極１２６及び金属保護層１１４が除去される。このようなストリップ工程時に、フォトレジストパターン１５０の側面は外部に露出されているため、フォトレジストパターン１５０を容易に除去することができる。
その後、金属保護層１１４が形成された基板上に、図５Ｈに示されたように、有機封止層１４４と第２無機封止層１４６が順次積層される。
このように、本発明に係る有機発光装置は、金属保護層１１４と上部補助電極１２６が同一のマスク工程で形成されるので、工程が単純化されてコストを節減することができる。
図６は、本発明の第２実施例に係る有機発光装置を示す断面図である。
図６に示された有機発光装置は、図２に示された有機発光装置と比較して、第２金属保護層１２４をさらに備えることを除いては同一の構成要素を備える。これによって、同一の構成要素に関する詳細な説明は省略する。
第２金属保護層１２４は、金属保護層１１４上に、金属保護層１１４よりも広い線幅で配置される。この第２金属保護層１２４は、金属保護層１１４よりも広い面積を有するので、金属保護層１１４の側面を覆うように形成される。これによって、第２金属保護層１２４は、上部補助電極１２６と、金属保護層１１４との間を覆うように形成することによって、製造工程時に、上部補助電極１２６と、金属保護層１１４との間の隙間に製造液（例えば、洗浄液、エッチング液、またはストリップ液など）が流入することを防止する。
このような第２金属保護層１２４は、金属保護層１１４と同一又は異なる材質で形成される。例えば、第２金属保護層１２４は、金属保護層１１４と同一にＡｌ２Ｏ３で形成される。
図７Ａ乃至図７Ｄは、図６に示された有機発光装置の製造方法を説明するための断面図である。一方、図６に示された有機発光装置は、金属保護層１１４までの製造方法は図２に示された有機発光装置と同一であるので、これに関する詳細な説明は省略する。
すなわち、図５Ａ乃至図５Ｆに示された製造方法を通じて、図７Ａに示したように、基板１０１上に上部補助電極１２６及び金属保護層１１４が形成される。
その後、図７Ｂに示したように、エッチング工程を通じてフォトレジストパターン１５０をエッチングする。このとき、金属保護層１１４及び上部補助電極１２６によって保護されるフォトレジストパターン１５０の上部面を除いたフォトレジストパターン１５０の側面がエッチングされる。したがって、フォトレジストパターン１５０の開口部１５２の線幅は、金属保護層１１４の線幅よりも広くなる。
その後、金属保護層１１４上に、図７Ｃに示したように、第２金属保護層１２４が全面蒸着される。このとき、第２金属保護層１２４は、金属保護層１１４及び上部補助電極１２６との接着力が有機絶縁材質のフォトレジストパターン１５０との接着力よりも高い材質で形成される。これによって、第２金属保護層１２４は、金属保護層１１４の上部面上に形成される反面、フォトレジストパターン１５０の側面には形成されない。その後、ストリップ工程を通じてフォトレジストパターン１５０を除去することによって、図７Ｄに示したように、フォトレジストパターン１５０の上部に配置された上部補助電極１２６、金属保護層１１４及び第２金属保護層１２４が除去される。
その後、金属保護層１１４上に第２金属保護層１２４が形成された基板１０１上に、有機封止層１４４と第２無機封止層１４６が順次積層される。
このように、本発明に係る有機発光装置は、金属保護層１１４、第２金属保護層１２４及び上部補助電極１２６を同一のマスク工程で形成するので、工程が単純化されてコストを節減することができる。
以上の説明は本発明を例示的に説明したものに過ぎず、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で様々な変形が可能であろう。したがって、本発明の明細書に開示された実施例は、本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって解釈されなければならず、それと均等な範囲内にあるすべての技術も本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。
１０１ 基板
１１４，１２４ 金属保護層
１２２，１２６ 補助電極
１３２ アノード電極
１３４ 発光層
１３６ カソード電極
１１４，１２４ 金属保護層
１２２，１２６ 補助電極
１３２ アノード電極
１３４ 発光層
１３６ カソード電極
Claims (7)
- アノード電極と、
前記アノード電極上に配置される有機層と、
前記有機層を挟んで前記アノード電極と対向するカソード電極と、
前記カソード電極上に配置され、トレンチを有する封止保護層と、
前記トレンチ内に埋め込まれて前記カソード電極と接触する上部補助電極と、
前記上部補助電極と同一の線幅で前記上部補助電極の上部面上に配置される金属保護層を備える、有機発光装置であって、
前記封止保護層は、
前記カソード電極上に配置され、かつ、前記トレンチを有する第１無機封止層と、
前記第１無機封止層上に配置される有機封止層と、
前記有機封止層上に配置される第２無機封止層とを備え、
前記金属保護層は、前記第１無機封止層の無機絶縁材料又は前記上部補助電極の金属材料に比べて有機ポリマーフォトレジスト上で吸着力が低い材質で形成される、有機発光装置。 - 前記金属保護層の側面を覆うように、前記金属保護層よりも広い線幅で前記金属保護層上に配置される第２金属保護層をさらに備える、請求項１に記載の有機発光装置。
- 前記金属保護層及び第２金属保護層は、前記上部補助電極との接着力が前記有機封止層の有機絶縁材料との接着力よりも高い、請求項２に記載の有機発光装置。
- 前記第２金属保護層はＡｌ２Ｏ３で形成される、請求項２または３に記載の有機発光装置。
- 前記アノード電極の下部に、前記アノード電極と接触する下部補助電極をさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の有機発光装置。
- 前記下部補助電極はトレンチと重なる、請求項５に記載の有機発光装置。
- アノード電極と、
前記アノード電極上に配置される有機層と、
前記有機層を挟んで前記アノード電極と対向するカソード電極と、
前記カソード電極上に配置され、トレンチを有する封止保護層と、
前記トレンチ内に埋め込まれて前記カソード電極と接触する上部補助電極と、
前記上部補助電極と同一の線幅で前記上部補助電極の上部面上に配置される金属保護層を備え、
前記金属保護層はＡｌ２Ｏ３で形成される、有機発光装置。
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