KR100446919B1 - 유기전계 발광소자와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로 특히, 상부 발광형 유기전계 발광소자에 관한 것이다.

본 발명은 유기전계 발광소자를 구성하는 박막트랜지스터 어레이부와 발광부를 별도의 기판에 각각 구성하고 이를 합착하여 제작한 유기전계 발광소자(dual plate organic electro-luminescence)의 구성과 그 제조방법을 제안한다.

이때, 어레이부와 발광부에는 다수의 화소가 정의되고, 상기 발광부에는 공통전극을 형성한 후, 상기 제 1 전극이 상부에 각 화소에 대응하여 리프트를 형성한다. 상기 리프트의 임의의 영역에 홀을 형성하고, 상기 홀을 통해 하부의 공통전극과 동일한 물질로 제 1 전극을 형성한 후, 상기 제 1 전극(양극 전극)의 상부에 발광층과 제 2 전극(음극 전극)을 형성한다.

이와 같은 구성은, 상기 발광부의 각 화소마다 발광층을 형성하기 위해 섀도우 마스크 방법을 사용할 필요가 없고 또한 격벽을 형성할 필요가 없다.

또한, 상기 제 2 전극을 증착하는 동안, 각 화소의 사이로 노출된 상기 공통전극의 표면에 저항이 낮은 제 2 전극이 증착될 수 있기 때문에 상기 제 1 전극의 저항을 낮출 수 있는 장점이 있다.

전술한 바와 같이 제작된 유기전계 발광소자는 고 개구율을 구현할 수 있고 생산성 향상에 따른 수율을 개선할 수 있다.

Description

유기전계 발광소자와 그 제조방법{The organic electro-luminescence device and method for fabricating of the same}

본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로 특히, 고 개구율과 고 해상도를 구현할 수 있고 생산수율을 개선할 수 있는 유기전계 발광소자와 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 유기전계 발광소자는 전자(electron) 주입전극(cathode)과 정공(hole) 주입전극(anode)으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.

이러한 원리로 인해 종래의 박막 액정표시소자와는 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 소자의 부피와 무게를 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 유기전계 발광소자는 고품위 패널특성(저전력, 고휘도, 고반응속도, 저중량)을 나타낸다. 이러한 특성 때문에 OELD는 이동통신 단말기, CHS, PDA, Camcorder, Palm PC등 대부분의 consumer전자 응용제품에 사용될 수 있는 강력한 차세대 디스플레이로 여겨지고 있다.

또한 제조 공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 LCD보다 많이 줄일 수있는 장점이 있다.

이러한 유기전계 발광소자를 구동하는 방식은 수동 매트릭스형(passive matrix type)과 능동 매트릭스형(active matrix type)으로 나눌 수 있다.

상기 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자는 그 구성이 단순하여 제조방법 또한 단순 하나 높은 소비전력과 표시소자의 대면적화에 어려움이 있으며, 배선의 수가 증가하면 할 수록 개구율이 저하되는 단점이 있다.

반면 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자는 높은 발광효율과 고 화질을 제공할 수 있는 장점이 있다.

이하, 도 1을 참조하여 종래의 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 설명한다.

도 1은 종래의 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 유기전계 발광소자(10)는 투명한 제 1 기판(12)의 상부에 박막트랜지스터(T)어레이부(14)와, 상기 박막트랜지스터 어레이부(14)의 상부에 제 1 전극(16)과 유기 발광층(18)과 제 2 전극(20)이 구성된다.

이때, 상기 발광층(18)은 적(R),녹(G),청(B)의 컬러를 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 상기 각 화소(P)마다 적,녹,청색을 발광하는 별도의 유기물질을 패턴하여 사용한다.

상기 제 1 기판(12)이 흡습제(22)가 부착된 제 2 기판(28)과 실런트(26)를 통해 합착되므로서 캡슐화된 유기전계 발광소자(10)가 완성된다.

이때, 상기 흡습제(22)는 캡슐내부에 침투할 수 있는 수분과 산소를 제거하기 위한 것이며, 기판(28)의 일부를 식각하고 식각된 부분에 흡습제(22)를 채우고 테이프(25)로 고정한다.

이하, 도 2를 참조하여 유기전계 발광소자의 박막트랜지스터 어레이부를 개략적으로 설명한다.

도 2는 유기전계 발광소자에 포함되는 박막트랜지스터 어레이부의 한 화소를 개략적으로 도시한 평면도이다.

일반적으로, 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 박막트랜지스터 어레이부는 기판(12)에 정의된 다수의 화소(P)마다 스위칭 소자(T_S)와 구동 소자(T_D)와 스토리지 캐패시터(storage capacitor : C_ST)가 구성되며, 동작의 특성에 따라 상기 스위칭 소자(T_S) 또는 구동 소자(T_D)는 각각 하나 이상의 박막트랜지스터의 조합으로 구성될 수 있다.

이때, 상기 기판(12)은 투명한 절연 기판을 사용하며, 그 재질로는 유리나 플라스틱을 예로 들 수 있다.

도시한 바와 같이, 기판(12)상에 서로 소정 간격 이격 하여 일 방향으로 구성된 게이트 배선(32)과, 상기 게이트 배선(32)과 절연막을 사이에 두고 서로 교차하는 데이터 배선(34)이 구성된다.

동시에, 상기 데이터 배선(34)과 평행하게 이격된 위치에 일 방향으로 전원 배선(35)이 구성된다.

상기 스위칭 소자(T_S)와 구동 소자(T_D)로 각각 게이트 전극(36,38)과 액티브층(40,42)과 소스 전극(46,48) 및 드레인 전극(50,52)을 포함하는 박막트랜지스터가 사용된다.

전술한 구성에서, 상기 스위칭 소자(T_S)의 게이트 전극(36)은 상기 게이트 배선(32)과 연결되고, 상기 소스 전극(46)은 상기 데이터 배선(34)과 연결된다.

상기 스위칭 소자(T_S)의 드레인 전극(50)은 상기 구동 소자(T_D)의 게이트 전극(38)과 콘택홀(54)을 통해 연결된다.

상기 구동 소자(T_D)의 소스 전극(48)은 상기 전원 배선(36)과 콘택홀(56)을 통해 연결된다.

또한, 상기 구동 소자(T_D)의 드레인 전극(52)은 화소부(P)에 구성된 제 1 전극(16)과 접촉하도록 구성된다.

이때, 상기 전원 배선(36)과 그 하부의 다결정 실리콘패턴(15)은 절연막을 사이에 두고 겹쳐져 스토리지 캐패시터(C_ST)를 형성한다.

이하, 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이 구성된 박막트랜지스터 어레이부를 포함하는 유기전계 발광소자의 단면구성을 설명한다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ`을 따라 절단한 유기전계 발광소자의 단면도이다.(구동소자(T_D)와 발광부의 단면만을 도시한 도면이다.)

도시한 바와 같이, 유기전계 발광소자는 게이트 전극(38)과, 액티브층(42)과 소스 전극(48)과 드레인 전극(52)을 포함하는 구동소자인 박막트랜지스터(T_D)가 구성되고, 구동소자(T_D)의 상부에는 절연막(57)을 사이에 두고 구동소자(T_D)의 드레인 전극(52)과 접촉하는 제 1 전극(16)과, 제 1 전극(16)의 상부에 특정한 색의 빛을 발광하는 발광층(18)과, 발광층(18)의 상부에는 제 2 전극(20)이 구성된다.

상기 구동소자(T_D)와는 병렬로 스토리지 캐패시터(C_ST)가 구성되며, 소스 전극(48)은 스토리지 캐패시터(C_ST)의 제 2 전극(전원배선)(35)과 접촉하여 구성되며, 상기 제 2 전극(35)의 하부에는 상기 다결정 실리콘인 제 1 전극(15)이 구성된다.

상기 구동소자(T_D)와 스토리지 캐패시터(C_ST)와 유기 발광층(18)이 구성된 기판의 전면에는 제 2 전극(20)이 구성된다.

전술한 구동 소자와 스토리지 캐패시터가 구성된 각 화소는 격벽을 통해 분리되어 있다.

전술한 바와 같은 구성을 통해 종래에 따른 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자를 제작할 수 있다.

그러나, 종래의 유기전계 발광소자는 박막트랜지스터와 유기 발광층을 형성한 기판과 별도의 인캡슐레이션용의 기판을 합착하여 소자를 제작하였다.

이러한 경우 박막트랜지스터의 수율과 유기 발광층의 수율의 곱이 박막트랜지스터와 유기 발광층을 형성한 패널의 수율을 결정하게 된다.

종래의 경우와 같이 구성된 하판은 상기 유기 발광층의 수율에 의해 패널의수율이 크게 제한되는 문제점을 가지고 있었다.

특히, 박막트랜지스터가 양호하게 형성되었다 하더라도, 1000Å정도의 박막을 사용하는 유기 발광층의 형성시 이물이나 기타 다른 요소에 의해 불량이 발생하게 되면 패널은 불량등급으로 판정된다.

이로 인하여 양품의 박막트랜지스터를 제조하는데 소요되었던 제반 경비 및 원재료비의 손실로 이어지고, 수율이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 하부발광방식은 인캡슐레이션에 의한 안정성 및 공정의 자유도가 높은 반면 개구율의 제한이 있어 고해상도 제품에 적용하기 어려운 문제점이 있고, 상부발광방식은 박막트랜지스터 설계가 용이하고 개구율 향상이 가능하기 때문에 제품수명 측면에서 유리하지만, 기존의 상부 발광방식 구조에서는 유기전계발광층 상부에 통상적으로 음극이 위치함에 따라 재료의 선택폭이 좁기 때문에 투과도가 제한되어 광효율이 저하되는 점과, 광투과도의 저하를 최소화하기 위해 박막형 보호막을 구성해야 하는 경우 외기를 충분히 차단하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이를 해결하기 위해 제안된 것으로, 상기 박막트랜지스터 어레이부와 유기 발광부를 별도의 기판에 구성한 후 이를 합착한 상부발광식 유기전계 발광소자와 그 제조방법을 제안한다.

이때, 상기 발광부에 구성되는 제 1 전극과 발광층과 제 2 전극은 가 화소마다 소정의 높이로 리프트를 형성한 다음, 리프트의 상부에 구성한다.

즉, 기판의 전면에 상기 제 1 전극과 동일한 물질로 공통전극을 형성한 후, 공통전극 상부이 각 화소마다 리프트를 형성하고, 리프트의 임의의 영역에 홀을 형성한다.

상기 홀을 통해 하부의 공통전극과 접촉하는 제 1 전극을 리프트의 상부에 구성하고, 연속하여 발광층과 제 2 전극을 차례로 적층하여 구성한다.

이와 같이 하면, 상기 제 2 전극을 형성할 때 섀도우 마스크나, 격벽을 이용할 필요가 없고 또한, 상기 제 2 전극이 증착하는 동안 상기 리프트 사이로 노출된 공통전극에 저항이 낮은 제 2 전극이 증착될 수 있으므로 공통전극과 연결된 제 1 전극의 저항을 낮출 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명은 수율 및 생산성 향상 뿐 아니라 고 해상도와 고 신뢰성을 가지는 유기전계 발광소자를 제작하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,

도 2는 박막트랜지스터 어레이부의 한 화소를 개략적으로 도시한 평면도이고,

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ`을 절단한 단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자를 도시한 단면도이고,

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 박막트랜지스터 어레이부의 제조공정을 순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,

도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 발광부를 본 발명의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

100 : 제 1 기판 124 : 연결 전극

200 : 제 2 기판 201 : 공통전극

202 : 제 1 전극(양극 전극) 203 : 리프트

208 : 발광층 210 : 제 2 전극

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기전계 발광소자는 서로 이격 하여 구성되고 다수의 화소가 정의된 제 1 기판과 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 일면의 각 화소마다 구성되는 스위칭 소자와, 이에 연결된 구동소자와; 상기 구동소자에 연결된 연결전극과; 상기 제 1 기판과 마주보는 제 2 기판 일면에 구성되는 공통 전극과; 상기 공통전극의 상부에 화소마다 대응하여 홀을 포함하여 구성된 리프트와; 상기 홀을 통해 하부의 공통전극과 연결되면서 상기 리프트의 상부에 구성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극의 상부에 구성된 발광층과; 상기 유기 발광층의 상부에 구성되고, 상기 화소마다 독립적으로 패턴되고, 상기 연결전극과 접촉되는 제 2 전극과; 상기 리프트 사이로 노출된 공통전극의 표면에 구성된 전극패턴을 포함한다.

상기 공통전극과 제 1 전극은 상기 발광층에 홀을 주입하는 양극 전극(anode electrode)이고, 전극 패턴과 제 2 전극은 상기 발광층에 전자를 주입하는 음극 전극(cathode electrode)이고, 공통전극과 제 1 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 구성하고, 전극 패턴과 제 2 전극은 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg)을 포함하는 금속 중 선택된 하나로 구성한다.

상기 발광층은 상기 제 1 전극에 근접하여 홀 수송층이 더욱 구성되고, 상기 제 2 전극에 근접하여 전자 수송층이 더욱 구성된다.

상기 리프트는 포토레지스층 또는 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(Acryl)계 수지를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나 또는 질화 실리콘(SiN_X)과 산화 실리콘(SiO₂)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 구성된다.

본 발명의 특징에 따른 유기전계 발광소자의 제조방법은 제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 단계와; 제 1 기판과 제 2 기판에 다수의 화소영역을 정의하는 단계와; 제 1 기판의 각 화소마다 스위칭 소자와 이에 연결된 구동소자를 형성하는 단계와; 상기 구동소자와 접촉하고 화소영역 마다 독립적으로 구성되는 연결전극을 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판의 전면에 투명한 공통전극을 형성하는 단계와; 상기 공통전극 상부의 각 화소마다 홀을 포함하는 리프트를 형성하는 단계와; 상기 리프트의 상부에 상기 홀을 통해 상기 공통전극과 접촉하는 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극의 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층의 상부에 제 2 전극과 상기 리프트 사이로 노출된 공통전극 상에 전극 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판의 연결전극이 상기 제 2 전극과 접촉하도록 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

-- 실시예 --

본 발명의 특징은 박막트랜지스터 어레이부를 구성한 제 1 기판과, 발광부를 구성한 제 2 기판을 합착하여 유기전계 발광소자를 구성하되, 상기 발광부에 정의된 각 화소마다 투과홀을 포함하는 리프트를 형성하고, 상기 리프트의 상부에 제 1 전극과 발광층과 제 2 전극을 구성하는 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.(어레이 패턴의 구성은 도 2와 동일하므로 도 2를 참조하여 설명한다.)

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계 발광소자(99)는 투명한 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200)을 실런트(sealant)(300)를 통해 합착하여 구성한다.

상기 제 1 및 제 2 기판(100,200)을 다수의 화소영역(P)으로 정의하고, 상기 제 1 기판(100)에는 화소영역(P) 마다 앞서 설명한 도 2의 구성과 같이, 박막트랜지스터(스위칭 소자와 구동소자)(T)와 어레이 배선(미도시)을 구성한다.

상기 제 2 기판(200)의 상부에는 기판(200)의 전면에 투명한 홀 주입전극인 공통전극(201)과, 상기 공통전극(201)의 각 화소(P)마다 절연물질로 홀(H)을 포함하는 리프트(203)를 형성한다.

상기 리프트(203)의 상부에는 상기 홀(H)을 통해 공통전극(201)과 접촉하고, 공통 전극(201)과 동일한 물질로 형성된 제 1 전극(202)을 구성하고, 제 1 전극(202)의 상부에는 유기 발광층(208)과, 제 2 전극(210)을 차례로 구성한다.

상기 제 2 전극(210)과 구동 소자(T_D)는 별도의 연결전극(124)을 통해 간접적으로 연결된다. 즉, 상기 연결전극(124)을 제 1 기판(100)에 구성하고 제 1 및 제 2 기판(100,200)을 합착하면 상기 연결전극(124)이 발광층(208)의 상부에 구성된 전자 주입전극인 제 2 전극(210)과 접촉하게 된다.

이때, 연결전극(124)은 바람직하게는 상기 제 2 전극(210)과 동일한 물질로 형성한다.

전술한 구성에서, 상기 리프트(203)가 형성되지 않은 공통전극의 표면에는 상기 제 2 전극과 동일물질인 불투명 전극 패턴(212)이 형성된다.

상기 불투명 전극 패턴(212)은 공통전극(201)보다 저항이 낮으므로, 상기 제 1 전극(202)의 저항을 낮추는 결과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 제 2 전극(202)은 상기 리프트(203)로 인해 종래와는 달리 섀도우 마스크 또는 격벽을 사용하지 않고 증착 공정막으로 각 화소(P)마다 독립적으로 구성될 수 있으므로 공정시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 제조방법을 설명한다.

이하, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자를 구성하는 박막트랜지스터 어레이부의 제조방법을 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.

(도 5a 내지 도 5c는 제 1 기판에 구성된 박막트랜지스터 어레이부 중 구동 소자와 이에 연결된 화소영역의 단면도(즉, 도 2의 Ⅲ-Ⅲ을 절단한 단면 참조)이다.)

도 5a에 도시한 바와 같이, 다수의 화소영역(P)이 정의된 기판(100)의 전면에 질화 실리콘(SiN_x)과 산화 실리콘(SiO₂)을 포함하는 실리콘 절연물질 그룹 중 선택된 하나로 제 1 절연막인 버퍼층(102)을 형성한다.

상기 버퍼층(102)의 상부에 비정질 실리콘(a-Si:H)을 증착한 후 탈수소화 과정과 열을 이용한 결정화 공정을 진행하여 다결정 실리콘층을 형성후 패턴하여, 액티브층(104)을 형성한다.

상기 액티브층(104)은 제 1 액티브 영역(104a)과, 제 1 액티브 영역(104a)의 양측을 각각 제 2 액티브 영역(104b)으로 정의한다.

상기 액티브층(104)이 형성된 기판(100)의 전면에 제 2 절연막인 게이트 절연막(106)을 형성한다. 게이트 절연막(106)은 질화 실리콘(SiN_X)과 산화 실리콘(SiO₂)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 형성한다.

이때, 상기 게이트 절연막(106)은 그대로 남겨 둘 수도 있고, 상기 게이트 전극(108)과 동일한 형상으로 식각하여 형성할 수 도 있다.

연속하여, 상기 제 1 액티브 영역(104a)상부의 게이트 절연막(106)상에 게이트 전극(106)을 형성한다. 상기 게이트 전극(108)이 형성된 기판(100)의 전면에 3가 또는 4가의 불순물(B 또는 P)을 도핑하여 상기 제 2 액티브 영역(104b)을 오믹 콘택(ohmic contact)영역으로 형성한다.

게이트 전극(108)이 형성된 기판(100)의 전면에 제 3 절연막인 층간 절연막(110)을 형성하고 패턴하여, 상기 제 1 액티브 영역(104a)의 양측에 정의된 제 2 액티브 영역(104b)을 각각 노출하는 제 1 콘택홀(112)과 제 2 콘택홀(114)을 형성한다.

상기 게이트 전극(108)은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금과 구리(Cu)와 텅스텐(W)과 탄탈륨(Ta)과 몰리브덴(Mo)을 포함한 도전성 금속그룹 중 선택된 하나로 형성하고, 층간 절연막(110)은 전술한 바와 같은 절연물질 그룹 중 선택된 하나로 형성한다.

도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 층간 절연막(110)이 형성된 기판(100)의 전면에 제 2 금속층을 형성한 후 패턴하여, 상기 노출된 제 2 액티브 영역(104b)에 각각 접촉하는 소스 전극(116)과 드레인 전극(118)을 형성한다.

연속하여, 상기 소스 및 드레인 전극(116,118)이 형성된 기판(100)의 전면에 전술한 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나 또는 경우에 따라서는 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착 또는 도포하여 제 4 절연막인 보호막(120)을 형성한다.

다음으로, 상기 보호막(120)을 패턴하여 상기 각 구동소자(T)의 드레인 전극(118)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(122)을 형성한다.

도 5c에 도시한 바와 같이, 상기 보호막(120)이 형성된 기판(100)의 전면에 도전성 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 드레인 전극(118)과 접촉하는 연결전극(124)을 형성한다.

(전술한 공정 중, 도시하지는 않았지만, 상기 구동 소자와 연결되는 스위칭 소자는 구동소자와 동일한 공정으로 형성하며, 상기 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 구동소자의 게이트 전극을 연결하는 공정을 진행한다.

또한, 상기 스위칭 소자의 게이트 전극을 형성하는 공정에서 도 2에서 설명하였던 게이트배선을 형성하고, 스위칭 소자의 소스 및 드레인 전극을 형성하는 공정 중 상기 소스전극과 연결되는 데이터배선을 형성하는 공정을 진행한다.)

전술한 도 5a 내지 도 5c의 공정을 통해 본 발명에 따른 박막트랜지스터 어레이부를 형성할 수 있다.

이하, 도 6a 내지 도 6c를 통해, 상기 박막트랜지스터 어레이부와 합착되는 발광부의 제조공정을 설명한다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 발광부의 제조공정을 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.

도 6a에 도시한 바와 같이, 기판(200)을 다수의 화소(P)로 정의하고, 화소(P)가 정의된 기판(200)의 전면에 홀 주입전극인 투명한 공통전극(201)을 형성한다.

상기 공통전극(201) 상부의 화소(P) 마다 절연물질로 홀(H)을 포함하는 리프트(203)를 형성한다.

상기 리프트(203)는 포토레지스트(photoresist)를 사용할 수 도 있고, 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(Acryl)계 수지(resin)를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 형성할 수도 있고, 질화 실리콘(SiN_x)과 산화 실리콘(SiO₂)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 형성할 수 도 있다.

다음으로, 도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 리프트(203)의 상부에는 홀(H)을 통해 공통전극(201)과 접촉하는 제 1 전극(202)을 형성하며, 상기 제 1 전극(202)은 유기 발광층(미도시)에 홀(hole)을 주입하는 홀 주입 전극으로 주로 투명하며 일 함수(work function)가 높은 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 증착하여 형성한다.(공통전극과 동일한 물질임.)

다음으로, 도 6c에 도시한 바와 같이 상기 제 1 전극(202)의 상기 각 화소에 대응하여 위치하고 적(R), 녹(G), 청색(B)의 빛을 발광하는 유기 발광층(208)을 형성한다.

이때, 상기 유기 발광층(208)은 단층 또는 다층으로 구성할 수 있으며, 상기 유기막이 다층으로 구성될 경우에는, 발광층(208a)에 홀 수송층(Hole Transporting Layer)(208b)과 전자 수송층(Electron Transporting Layer : ETL)(208c)을 더욱 구성한다.

다음으로, 상기 각 화소(P)마다 유기 발광층(208)이 형성된 기판(200)의 전면에 일 함수(work function)가 낮은 도전성 금속물질을 증착하여, 상기 발광층(208)의 상부에는 제 2 전극(210)을 형성하고, 상기 리프트(203)사이에 노출된 공통전극의 표면에는 불투명 전극패턴을 형성한다.

제 2 전극(210)을 형성하는 물질은 알루미늄(Al)과 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg)중 선택된 하나로 형성하거나 리튬플루오린/알루미늄(LIF/Al)의 이중 금속층으로 형성할 수 있다.

바람직하게는 전술한 박막트랜지스터 어레이부의 공정에서 상기 연결전극(도 5c의 124)은 발광부의 제 2 전극(210)과 동일한 물질로 형성한다.

이때, 상기 제 2 전극(210)과 불투명 전극 패턴(212)은 상기 리프트(203)의 높이에 의해 서로 서로 단락 되지 않는다.

상기 불투명 전극 패턴(210)은 공통 전극(201)보다는 저항이 낮은 특성을 가지기 때문에, 공통 전극(201)의 표면에 증착됨으로서 공통 전극(201)의 저항을 낮추는 역할을 한다.

결과적으로, 상기 제 1 전극(202)의 저항을 낮추는 결과가 된다.

전술한 바와 같은 공정을 통해 본 발명에 따른 발광부를 형성할 수 있고, 상기 발광부와 앞서 공정에서 설명한 박막트랜지스터 어레이부를 합착하게 되면 도 4에서 설명한 본 발명에 따른 유기전계 발광소자를 제작할 수 있다.

본 발명에 따른 유기전계 발광소자는 아래와 같은 효과가 있다.

첫째, 상부 발광형이므로 하부 어레이패턴의 형상에 영향을 받지 않아 개구율을 확보할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 발광부를 박막트랜지스터 어레이패턴의 상부에 구성하지 않고 별도로 구성하기 때문에, 유기전계 발광층을 형성하는 공정 중 상기 박막트랜지스터에 미칠 수 있는 영향들을 고려하지 않아도 되므로 수율을 향상하는 효과가 있다.

셋째, 발광부의 각 화소마다 홀을 포함하는 리프트를 형성하기 때문에, 리프트의 상부에 형성하는 제 2 전극은 증착 공정만으로 각 화소마다 독립적으로 구성될 수 있어 공정 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제 2 전극을 증착하는 공정 중 하부 제 1 전극과 접촉하는 공통 전극의 상부에 불투명 전극이 증착되어, 상기 공통전극과 제 1 전극의 저항을 낮추어 대면적 유기전계 발광소자를 제작할 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

1. 서로 이격 하여 구성되고 다수의 화소가 정의된 제 1 기판과 제 2 기판과;

   상기 제 1 기판 일면의 각 화소마다 구성되는 스위칭 소자와, 이에 연결된 구동소자와;

   상기 구동소자에 연결된 연결전극과;

   상기 제 1 기판과 마주보는 제 2 기판 일면에 구성되는 공통 전극과;

   상기 공통전극의 상부에 화소마다 대응하여 홀을 포함하여 구성된 리프트와;

   상기 홀을 통해 하부의 공통전극과 연결되면서 상기 리프트의 상부에 구성된 제 1 전극과;

   상기 제 1 전극의 상부에 구성된 발광층과;

   상기 유기 발광층의 상부에 구성되고, 상기 화소마다 독립적으로 패턴되고, 상기 연결전극과 접촉되는 제 2 전극과;

   상기 리프트 사이로 노출된 공통전극의 표면에 구성된 전극 패턴을 포함하는 유기전계 발광소자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 공통전극과 제 1 전극은 상기 발광층에 홀을 주입하는 양극 전극(anode electrode)이고, 전극 패턴과 제 2 전극은 상기 발광층에 전자를 주입하는 음극 전극(cathode electrode)인 유기전계 발광소자.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 공통전극과 제 1 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 구성한 유기전계 발광소자.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 전극 패턴과 제 2 전극은 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg)을 포함하는 금속 중 선택된 하나로 구성한 유기전계 발광소자.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 발광층은 상기 제 1 전극에 근접하여 홀 수송층이 더욱 구성되고, 상기 제 2 전극에 근접하여 전자 수송층이 더욱 구성된 유기전계 발광소자.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 리프트는 포토레지스층 또는 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(Acryl)계수지를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나 또는 질화 실리콘(SiN_X)과 산화 실리콘(SiO₂)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 구성된 유기전계 발광소자.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동소자와 스위칭 소자는 액티브층과 게이트 전극과 소스전극과 드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터인 유기전계 발광소자
8. 제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 단계와;

   제 1 기판과 제 2 기판에 다수의 화소영역을 정의하는 단계와;

   제 1 기판의 각 화소마다 스위칭 소자와 이에 연결된 구동소자를 형성하는 단계와 ;

   상기 구동소자와 접촉하고 화소영역 마다 독립적으로 구성되는 연결전극을 형성하는 단계와;

   상기 제 2 기판의 전면에 투명한 공통전극을 형성하는 단계와;

   상기 공통전극 상부의 각 화소마다 홀을 포함하는 리프트를 형성하는 단계와;

   상기 리프트의 상부에 상기 홀을 통해 상기 공통전극과 접촉하는 제 1 전극을 형성하는 단계와;

   상기 제 1 전극의 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계와;

   상기 유기 발광층의 상부에 제 2 전극과 상기 리프트 사이로 노출된 공통전극 상에 전극 패턴을 형성하는 단계와;

   상기 제 1 기판의 연결전극이 상기 제 2 전극과 접촉하도록 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계

   를 포함하는 유기전계 발광소자 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 공통전극과 제 1 전극은 상기 발광층에 홀을 주입하는 양극 전극(anode electrode)이고, 전극 패턴과 제 2 전극은 상기 발광층에 전자를 주입하는 음극 전극(cathode electrode)인 유기전계 발광소자 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 공통전극과 제 1 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 형성한 유기전계 발광소자 제조방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 전극 패턴과 제 2 전극은 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg)을 포함하는 금속 중 선택된 하나로 형성한 유기전계 발광소자 제조방법.
12. 제 8 항에 있어서,

    상기 발광층은 상기 제 1 전극에 근접하여 홀 수송층과 상기 제 2 전극에 근접하여 전자 수송층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 유기전계 발광소자 제조방법.
13. 제 8 항에 있어서,

    상기 리프트는 포토레지스층 또는 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(Acryl)계 수지를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나 또는 질화 실리콘(SiN_X)과 산화 실리콘(SiO₂)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 형성된 유기전계 발광소자.
14. 제 8 항에 있어서,

    상기 구동소자와 스위칭 소자는 액티브층과 게이트 전극과 소스전극과 드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터인 유기전계 발광소자 제조방법.