KR100493439B1 - 유기 전계발광소자와 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자외선 조사에 의한 박막 트랜지스터의 열화를 방지할 수 있도록 한 유기 전계발광소자에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 전계발광소자는 기판상에 형성된 박막 트랜지스터와; 박막 트랜지스터의 반도체층과 상기 박막 트랜지스터의 게이트전극을 절연하기 위한 제 1 절연막과; 박막 트랜지스터의 소스, 드레인 전극과 게이트 전극을 절연하기 위한 제 2 절연막과; 박막 트랜지스터를 보호하기 위한 제 3 절연막과; 박막 트랜지스터와 접촉되고 상기 제 3 절연막 상에 형성된 애노드전극과; 애노드전극 상에 유기발광물질로 이루어진 유기발광층과; 애노드전극의 발광 영역이 노출되도록 제 3 절연막 상에 형성된 제 4 절연막과; 유기발광층 및 제 4 절연막 상에 형성된 캐소드전극를 구비하며; 제 1 내지 제 4 절연막 중 적어도 어느 하나는 유기 절연물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전계발광소자에 관한 것으로 특히, 자외선 조사에 의한 박막트랜지스터의 열화를 방지할 수 있도록 한 유기 전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 전계발광소자(Electro Luminescence Device) 등이 있다. 특히 전계발광소자는 기본적으로 정공수송층, 발광층, 전자수송층으로 이루어진 발광층의 양면에 전극을 붙인 형태의 것으로서, 넓은 시야각, 고개구율, 고색도 등의 특징 때문에 차세대 평판표시장치로서 주목받고 있다.
이러한 전계발광소자는 사용하는 재료에 따라 크게 무기 전계발광소자와 유기 전계발광소자로 나뉘어진다. 이 중 유기 전계발광소자는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극 사이에 형성된 유기 발광층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내기 때문에 무기 전계발광소자에 비해 낮은 전압으로 구동 가능하다는 장점이 있다. 또한, 유기 전계발광소자는 플라스틱같이 휠 수 있는(Flexible) 투명기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, PDP나 무기 전계발광소자에 비해 10V 이하의 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 작으며, 색감이 뛰어나다.
이와같은 유기 전계발광소자는 구동방식에 따라 수동(Passive)형 유기 전계발광소자와 능동(Active)형 유기 전계발광소자로 나뉘어진다.
이중에서, 도 1에 도시된 능동형 유기 전계발광소자는 기판(1) 상에 형성되는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)와, TFT와 접촉되는 애노드전극(22)과, 유기발광층(28)을 사이에 두고 애노드전극(22)과 중첩되게 형성되는 캐소드전극(30)을 구비한다.
TFT는 버퍼막(2) 상에 형성되는 액티브층(14)과, 게이트절연막(12) 상에 형성되는 게이트전극(6)과, 게이트전극(6)을 사이에 두고 양측에 형성되는 소스 및 드레인전극(8,10)을 구비한다.
액티브층(14)은 버퍼막(2)을 사이에 두고 기판(1) 상에 폴리실리콘으로 형성된다. 게이트 전극(6)은 게이트 절연막(12)을 사이에 두고 액티브층(14)과 중첩되게 형성된다. 소스 전극(8) 및 드레인 전극(10)은 층간 절연막(16)을 사이에 두고 게이트 전극(6)과 절연되게 형성되며, 층간 절연막(16)과 게이트 절연막(12)을 관통하여 형성된 소스접촉홀(4S) 및 드레인접촉홀(4D)을 통해 액티브층(14)과 접촉하게 된다.
애노드전극(22)은 보호막(20) 상에 투명전도성물질로 형성된다. 이러한 애노드전극(22)은 애노드 접촉홀(24)을 통해 TFT의 드레인전극(10)과 접촉하게 된다.
유기발광층(28)은 도시하지 않은 정공주입층, 발광층 및 전자주입층으로 이루어진다. 이러한 유기발광층(28)은 애노드전극(22)과 캐소드전극(30)에 구동전압이 인가되면 정공주입층 내의 정공과 전자주입층 내의 전자는 각각 발광층쪽으로 진행하여 발광층 내의 형광물질을 여기시키게 된다.
캐소드전극(30)은 유기발광층(28) 및 절연막(26) 상에 금속전극물질로 형성되어 유기발광층(28)을 발광시키기 위한 구동전압이 인가된다.
이러한 능동형 유기 전계발광소자는 TFT를 통해 애노드전극(22)에 구동신호가 인가되고 캐소드전극(30)에 구동신호가 인가되면 전자와 정공이 방출되고, 애노드전극(22) 및 캐소드전극(30)에서 방출된 전자와 정공은 유기발광층(28) 내에서 재결합하면서 가시광을 발생하게 된다. 이때, 발생된 가시광은 애노드전극(22)을 통하여 외부로 나오게 되어 소정의 화상 또는 영상을 표시하게 된다.
도 2a 내지 도 2i는 종래 능동형 유기 전계발광소자의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
먼저, 하부기판(1) 상에 SiO2 등의 무기절연물질로 이루어진 버퍼막(2)이 증착된 다음, 그 위에 아몰퍼스 실리콘막이 증착된다. 이어서, 아몰퍼스 실리콘막이 레이저에 의해 결정화되어 폴리 실리콘막이 되고, 그 폴리 실리콘막이 패터닝됨으로써 도 2a에 도시된 바와 같이 액티브층(14)이 형성된다.
액티브층(14)이 형성된 버퍼막(2) 위에 게이트 절연막(12)이 전면 증착되고, 그 위에 게이트 금속층이 증착된다. 그리고, 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 도 2b에 도시된 바와 같이 게이트전극(6)이 형성된다.
이 후, 게이트전극(6)을 이용한 셀프 얼라인방법으로 액티브층(14)에 불순물 주입 및 주입된 불순물을 활성화시켜 소스영역(14S), 드레인영역(14D) 및 채널영역(14C)이 형성된다. 소스 및 드레인영역(14S,14D)은 노출된 액트브층(14)의 양측에 n+ 또는 p+이온을 주입하고 레이저빔을 조사하여 불순물을 활성화시켜 형성된다.
게이트전극(6)이 형성된 게이트 절연막(12) 상에 도 2c에 도시된 바와 같이 무기물질인 층간 절연막(16)이 전면 증착되고 패터닝되어 층간 절연막(16)과 게이트 절연막(12)을 관통하는 소스접촉홀(4S) 및 드레인접촉홀(4D)이 형성된다.
그 다음, 소스/드레인 금속층이 증착되고 패터닝되어 도시하지 않은 데이터라인과 도 2d에 도시된 바와 같이 소스 전극(8) 및 드레인 전극(10)이 형성된다. 여기서, 소스 전극(8) 및 드레인 전극(10) 각각은 소스접촉홀(4S) 및 드레인접촉홀(4D)을 통해 액티브층(14)의 소스영역(14S) 및 드레인영역(14D)과 접촉하게 된다.
이러한 데이터라인과 소스 및 드레인전극(8,10)이 형성된 층간 절연막(16) 위에 도 2e에 도시된 바와 같이 보호막(20)이 전면 증착되고 패터닝되어 드레인전극(10)을 노출시키는 애노드 접촉홀(24)이 형성된다.
그리고, 보호막(20) 위에 투명도전성물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정과 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 2f에 도시된 바와 같이 애노드전극(22)이 형성된다. 여기서, 금속물질로는 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : 이하 "ITO"라 함) 또는 SnO2 등이 이용된다.
애노드전극(22)이 형성된 보호막(20) 상에 도 2g에 도시된 바와 같이 절연막(26)이 전면 증착되고 애노드전극(22)이 드러나도록 패터닝된다.
이 후에 형성되는 유기발광층(28) 및 캐소드전극(30)을 분리시키기 위해 도시하지 않은 격벽이 형성된다.
그 다음, 애노드전극(22) 위에 유기발광물질이 스크린 인쇄법등으로 형성되어 도 2h에 도시된 바와 같이 유기발광층(28)이 형성된다.
절연막(22) 및 유기발광층(28) 위에 금속물질이 증착됨으로써 도 2i에 도시된 바와 같이 캐소드전극(30)이 형성된다. 여기서 금속물질로는 알루미늄(Al)등이 이용된다.
이 때, 애노드전극(22)으로 주로 이용되는 ITO의 계면특성이 좋지 않기 때문에 ITO 상에 형성되는 유기발광물질과 접착이 잘 안되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 유기물질을 ITO 상에 형성하기 전에 자외선(UV)을 조사하거나 산소(O2) 플라즈마에 의해 ITO의 표면을 거칠게 처리한 후 유기발광물질을 형성시킴으로써 ITO와 유기발광물질간의 계면특성을 좋게 한다.
그러나, 이러한 자외선(UV)을 조사할 경우 TFT의 반도체층 즉, 액티브층(14)이 자외선(UV)과 반응을 하여 액트브층(14)의 특성이 열화되는 단점이 있다. 이를 자세히 설명하면, 종래의 능동형 유기 전계발광소자에서는 게이트 절연막(12)과 보호막(20) 사이에 사용되는 층간 절연막(16)으로써 SiO2(SiOx)나 SiNx등의 규소계 산화물, 질화물 등을 절연막으로 사용하였다. 이는 반도체공정에서 확립되어진 안정적인 성막기술과 기존의 TFT 공정에서 확립되어 널리 사용되고 있는 물질이므로 기존공정 및 여타 층들과의 호환성이 우수하기 때문이다. 그러나, 이러한 구조의 소자를 능동형 유기 전계발광소자등과 같이 TFT 형성 후에 자외선(UV)에 노출될 가능성이 높은 공정에 사용하는 것은 여러 가지 문제점을 내포하고 있다. 즉, TFT 소자의 전기적 특성을 좌우하는 파라미터로 가장 중요한 인자 중의 한 가지는 소자의 문턱전압(Threshold Voltage, Vth)으로서 이는 액티브층(14)를 구성하고 있는 Si의 전기적 특성과 Si-SiO2 계면의 특성 그리고 도핑층과의 경계영역에 있어서 도판트 농도의 프로파일등에 많은 영향을 받는다. 그런데, 종래 구조의 반도체 소자에 대해서 높은 에너지를 가진 자와선(UV)이 조사되면 게이트 절연막(12), 층간 절연막(16), 보호막(20) 및 절연막(26)이 자외선(UV) 투과율이 높은 무기물질로 되어 있기 때문에 자외선(UV)에 의해 액티브층(14)이 열화된다. 이에 따라, 액티브층(14) 내에서 댕글링 본드(Dangling bond)가 발생하거나, 도핑된 영역이 확장됨으로써 발생하는 쇼트 채널 효과(short channel effect)등에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 문턱전압이 설계치보다 낮아지거나 높아지는 현상이 생긴다.
따라서, 본 발명의 목적은 자외선 조사에 의한 박막 트랜지스터의 열화를 방지할 수 있도록 한 능동형 유기 전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 능동형 유기 전계발광소자는 기판상에 형성된 박막 트랜지스터와; 박막 트랜지스터의 반도체층과 상기 박막 트랜지스터의 게이트전극을 절연하기 위한 제 1 절연막과; 박막 트랜지스터의 소스, 드레인 전극과 게이트 전극을 절연하기 위한 제 2 절연막과; 박막 트랜지스터를 보호하기 위한 제 3 절연막과; 박막 트랜지스터와 접촉되고 상기 제 3 절연막 상에 형성된 애노드전극과; 애노드전극 상에 유기발광물질로 이루어진 유기발광층과; 애노드전극의 발광 영역이 노출되도록 제 3 절연막 상에 형성된 제 4 절연막과; 유기발광층 및 제 4 절연막 상에 형성된 캐소드전극를 구비하며; 제 1 내지 제 4 절연막 중 적어도 어느 하나는 유기 절연물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 절연물질은 벤조-사이노우-벤지너(Benzo-Cyano-Benziner) 계열 및 폴리아미드(polyimide) 계열의 고분자물 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 절연막, 제 2 절연막 및 제 4 절연막 중 유기절연막은 1㎛ 이상의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 절연막은 10nm 이상의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 3 절연막은 무기물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 전계발광소자의 제조방법은 기판 상에 액티브층을 형성하는 단계와; 액티브층 상에 제 1 절연막을 형성하는 단계와; 제 1 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와; 게이트 전극이 형성된 상기 제 1 절연막 위에 제 2 절연막을 형성하는 단계와; 제 2 절연막 상에 상기 액티브층과 접촉되는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계와; 소스 및 드레인 전극이 형성된 제 2 절연막 위에 제 3 절연막을 형성하는 단계와; 제 3 절연막 상에 상기 드레인 전극과 접촉되는 애노드 전극을 형성하는 단계와; 애노드 전극 중 발광영역이 노출되도록 제3 절연막 상에 제 4 절연막을 형성하는 단계와; 애노드전극 위에 유기발광물질을 형성하는 단계와; 제 4 절연막 및 유기발광물질 위에 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하며; 제 1 내지 제 4 절연막 중 적어도 어느 하나는 유기 절연물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 절연물질은 벤조-사이노우-벤지너(Benzo-Cyano-Benziner) 계열 및 폴리아미드(polyimide) 계열의 고분자물 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 애노드 전극에 자외선 조사 및 산소 플라즈마 중 어느 하나로 상기 애노드 전극을 표면처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 능동형 유기 전계발광소자를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 능동형 유기 전계발광소자는 기판(41) 상에 형성되는 TFT와; 적어도 어느 하나가 유기물질로 형성된 게이트 절연막(52), 층간절연막(56), 보호막(60) 및 절연막(66)과; TFT와 접촉되는 애노드전극(62)과; 유기발광층(68)을 사이에 두고 애노드전극(62)과 중첩되게 형성되는 캐소드전극(70)을 구비한다.
TFT는 버퍼막(42) 상에 형성되는 액티브층(54)과, 게이트절연막(52) 상에 형성되는 게이트전극(56)과, 게이트전극(56)을 사이에 두고 양측에 형성되는 소스 및 드레인전극(48,50)을 구비한다.
액티브층(44)은 버퍼막(42)을 사이에 두고 기판(41) 상에 폴리실리콘으로 형성된다. 게이트 전극(46)은 게이트 절연막(52)을 사이에 두고 액티브층(54)과 중첩되게 형성된다. 소스 전극(48) 및 드레인 전극(50)은 층간 절연막(56)을 사이에 두고 게이트 전극(46)과 절연되게 형성되며, 유기물질로 형성된 층간 절연막(56)과 게이트 절연막(52)을 관통하여 형성된 소스접촉홀(44S) 및 드레인접촉홀(44D)을 통해 액티브층(54)과 접촉하게 된다.
애노드전극(62)은 무기물질로 형성된 보호막(60) 상에 투명전도성물질로 형성된다. 이러한 애노드전극(62)은 화소접촉홀(70)을 통해 TFT의 드레인전극(50)과 접촉하게 된다.
유기발광층(68)은 도시하지 않은 정공주입층, 발광층 및 전자주입층으로 이루어진다. 이러한 유기발광층(68)은 애노드전극(62)과 캐소드전극(70)에 구동전압이 인가되면 정공주입층 내의 정공과 전자주입층 내의 전자는 각각 발광층쪽으로 진행하여 발광층 내의 형광물질을 여기시키게 된다.
캐소드전극(70)은 유기발광층(68) 및 절연막(66) 상에 금속전극물질로 형성되어 유기발광층(68)을 발광시키기 위한 구동전압이 인가된다.
이러한 능동형 전계발광소자는 TFT를 통해 애노드전극(62)에 구동신호가 인가되고 캐소드전극(70)에 구동신호가 인가되면 전자와 정공이 방출되고, 애노드전극(62) 및 캐소드전극(70)에서 방출된 전자와 정공은 유기발광층(68) 내에서 재결합하면서 가시광을 발생하게 된다. 이때, 발생된 가시광은 애노드전극(62)을 통하여 외부로 나오게 되어 소정의 화상 또는 영상을 표시하게 된다.
한편, ITO 상에 형성되는 유기발광물질과 ITO가 접착이 잘 되도록 자외선(UV)을 조사하거나 산소(O2) 플라즈마에 의해 ITO의 표면을 거칠게 처리한다. 이 때, 이러한 자외선(UV)에 의해 액티브층(54)이 자외선(UV)과 반응을 하여 반도체 소자의 특성이 열화되는 것을 방지하기 위해 게이트 절연막(52), 층간절연막(56), 보호막(60) 및 절연막(66) 중 적어도 어느 하나가 유기물질로 형성된다.
도 5a 내지 도 5i는 도 4에 도시된 능동형 유기 전계발광소자의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
먼저, 하부기판(41) 상에 SiO2 등의 무기절연물질로 이루어진 버퍼막(42)이 증착된 다음, 그 위에 아몰퍼스 실리콘막이 증착된다. 이어서, 아몰퍼스 실리콘막이 레이저에 의해 결정화되어 폴리 실리콘막이 되고, 그 폴리 실리콘막이 패터닝됨으로써 도 5a에 도시된 바와 같이 액티브층(54)이 형성된다.
액티브층(54)이 형성된 버퍼막(42) 위에 게이트 절연막(52)이 전면 증착되고, 그 위에 게이트 금속층이 증착된다. 이 때, 게이트 절연막(52)은 무기물 또는 유기물이 이용된다. 그리고, 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 도 5b에 도시된 바와 같이 게이트전극(46)이 형성된다.
이 후, 게이트전극(46)을 이용한 셀프 얼라인방법으로 불순물 주입 및 주입된 불순물을 활성화시켜 소스영역(54S), 드레인영역(54D) 및 채널영역(54C)이 형성된다. 소스 및 드레인영역(54S,54D)은 노출된 활성층의 양측에 n+ 또는 p+이온을 주입하고 레이저빔을 조사하여 불순물을 활성화시켜 형성된다.
게이트전극(46)이 형성된 게이트 절연막(52) 상에 도 5c에 도시된 바와 같이 유기물질인 층간 절연막(56)이 전면 코팅되고 패터닝되어 층간 절연막(56)과 게이트 절연막(52)을 관통하는 소스접촉홀(44S) 및 드레인접촉홀(44D)이 형성된다. 이 때, 층간 절연막(56)은 벤조-사이노우-벤지너(Benzo-Cyano-Benziner : 이하 "BCB" 라함) 계열 또는 폴리아미드(polyimide : 이하 "PI" 라함) 계열의 고분자물이 이용된다. 이러한 물질을 TFT의 제작공정에 사용하기 위해서는 스핀코팅법(Spin coating)등의 방법을 이용하여 재료의 점성계수(Viscous coefficient)와 기판의 회전 수(R.P.M)에 의해 결정되는 각속도(Angular velocity) 간의 상관관계에 의해서 원하는 두께로 유기막을 형성할 수 있다. 이러한 유기절연막을 사용하는 경우 1um이상의 두께로 성막할 수 있다. 한편, 유기절연막은 스핀코팅법(Spin coating)에 의해 형성되므로 평탄한 표면을 갖는다.
그 다음, 소스/드레인 금속층이 증착되고 패터닝되어 도 5d에 도시된 바와 같이 도시하지 않은 데이터라인과 소스 전극(48) 및 드레인 전극(50)이 형성된다. 여기서, 소스 전극(48) 및 드레인 전극(50) 각각은 소스접촉홀(44S) 및 드레인접촉홀(44D)을 통해 액티브층(54)의 소스영역(54S) 및 드레인영역(54D)과 접촉하게 된다.
이러한 데이터라인과 소스 및 드레인전극(48,50)이 형성된 층간 절연막(56) 위에 도 5e에 도시된 바와 같이 무기물질인 보호막(60)이 전면 증착되고 패터닝되어 드레인전극(50)을 노출시키는 애노드 접촉홀(64)이 형성된다. 이 때, 보호막(60)은 10nm 이상의 두께를 갖는다.
그리고, 보호막(60) 위에 투명도전성물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정과 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 5f에 도시된 바와 같이 애노드전극(62)이 형성된다. 여기서, 금속물질로는 ITO 또는 SnO2 등이 이용된다.
애노드전극(62)이 형성된 보호막(60) 상에 도 5g에 도시된 바와 같이 유기물질인 절연막(66)이 전면 코팅되고 애노드전극(62)이 드러나도록 패터닝된다.
이 때, 애노드전극(62)으로 주로 이용되는 ITO의 계면특성이 좋지 않기 때문에 ITO 상에 형성되는 유기발광물질과 접착이 잘 되도록 유기발광물질을 ITO 상에 형성하기 전에 자외선(UV)을 조사하거나 산소(O2) 플라즈마에 의해 ITO의 표면을 거칠게 처리한 후 유기발광물질을 형성시킴으로써 ITO와 유기물질간의 계면특성을 좋게 한다. 이러한 자외선(UV)을 조사할 경우 자외선(UV) 투과율이 낮은 유기물을 이용한 층간 절연막(56) 및 절연막(66)에 의해 자외선(UV)이 차단됨으로써 TFT의 액티브층(54)을 열화시키는 것을 방지한다. 여기서, 층간 절연막(56)으로는 자외선(UV) 투과율이 낮은 산화물, 질화물, 불화물 또는 고분자물질을 이용하기도 한다.
이 후에 형성되는 유기발광층(68) 및 캐소드전극(70)을 분리시키기 위해 도시하지 않은 격벽이 형성된다.
그 다음, 애노드전극(62) 위에 유기발광물질이 스크린 인쇄법등으로 형성되어 도 5h에 도시된 바와 같이 유기발광층(68)이 형성된다. 이 때, 유기발광물질은 자외선(UV)에 의해 표면처리되어 계면특성이 좋아진 애노드전극(62)과 잘 접착된다.
절연막(66) 및 유기발광층(68) 위에 금속물질이 증착됨으로써 도 5i에 도시된 바와 같이 캐소드전극(70)이 형성된다. 여기서 금속물질로는 알루미늄(Al)등이 이용된다.
이와같이, 층간 절연막(56) 및 절연막(66)을 자외선(UV) 투과율이 낮은 유기물을 이용함으로써 자외선(UV)이 차단되어 TFT의 액티브층(54)을 열화시키는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 층간 절연막(56) 만이 유기물질로 형성되는 것이 아니라 게이트 절연막(52) 및 보호막(60) 중 적어도 어느 하나를 유기물질로 이용할 수 있다.
한편, 자외선(UV)으로부터 반도체 소자의 열화를 방지하기 위한 또 다른 방법은 앞에서 언급했듯이 보호막(60)으로 자외선(UV) 투과율이 낮은 유기물질을 이용하는 것이다. 그러나, 보호막(60)으로 유기물질을 이용시 불순물 차폐 효과가 적기 때문에 소자가 불순물(예를 들어, 산소(O2))에 노출될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 보호막(60)은 불순물에 대한 차폐효과가 좋은 무기물질을 이용한다. 이 때, 본 발명에서는 자외선(UV)을 차단할 뿐만 아니라 유전율을 크게 하기 위해서 절연막(66)으로 유기물질을 이용한다.
도 6은 자외선에 대한 유기절연막의 광 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 유기절연막 재료로 사용가능성이 있는 두가지 물질 즉, BCB 및 PI를 형성한 뒤 190nm 에서 690nm 영역의 파장에 대한 투과율을 측정한 결과를 나타내었다. 이 때, 자외선의 파장영역은 약 397∼10nm 이다. 실제로 투과율을 측정한 결과 BCB의 경우 약 310nm 영역에서부터 자외선(UV) 투과율이 50% 미만으로 감소하였으며, PI의 경우 380nm 영역에서부터 자외선(UV) 투과율이 50% 미만으로 감소하였다. 한편, BCB와 PI를 함께 적용한 경우는 390nm에서 부터 자외선(UV) 투과율이 더욱 반감되는 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계발광소자는 게이트 절연막, 층간 절연막, 보호막 및 절연막 중 어느 하나를 유기물질로 생성시킴으로써 유기발광물질과 ITO 간의 계면 특성을 좋게 하기 위해 자외선 조사시 자외선 조사에 의한 반도체 소자의 열화를 방지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 종래의 능동형 유기 전계발광소자의 일부를 나타내는 도면.
도 2a 내지 도 2i는 도 1에 도시된 능동형 유기 전계발광소자의 제조방법을 나타내는 도면.
도 3은 도 1에 도시된 능동형 유기 전계발광소자에 자외선 조사시 문턱전압의 이동현상을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 능동형 유기 전계발광소자의 일부를 나타내는 도면.
도 5a 내지 도 5i는 도 4에 도시된 능동형 유기 전계발광소자의 제조방법을 나타내는 도면.
도 6은 도 4에 도시된 능동형 유기 전계발광소자에 자외선 조사시 유기절연막의 광 투과율을 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 41 : 기판 2, 42 : 버퍼층
2, 52 : 게이트 절연막 54 : 액티브층
6, 46 : 게이트전극 4S, 44S : 소스접촉홀
4D, 44D : 드레인접촉홀 14S, 54S : 소스영역
14D, 54D : 드레인영역 8, 48 : 소스전극
10, 50 : 드레인전극 12, 52 : 게이트 절연막
26, 56 : 층간 절연막 20, 60 : 보호막
22, 62 : 애노드전극 24, 64 : 애노드접촉홀
26, 66 : 절연막 28, 68 : 유기발광층
30, 70 : 캐소드전극
Claims (8)
- 기판상에 형성된 박막 트랜지스터와,상기 박막 트랜지스터의 반도체층과 상기 박막 트랜지스터의 게이트전극을 절연하기 위한 제 1 절연막과,상기 박막 트랜지스터의 소스, 드레인 전극과 게이트 전극을 절연하기 위한 제 2 절연막과,상기 박막 트랜지스터를 보호하기 위한 제 3 절연막과,상기 박막 트랜지스터와 접촉되고 상기 제 3 절연막 상에 형성된 애노드전극과,상기 애노드전극 상에 유기발광물질로 이루어진 유기발광층과,상기 애노드전극의 발광 영역이 노출되도록 제 3 절연막 상에 형성된 제 4 절연막과,상기 유기발광층 및 제 4 절연막 상에 형성된 캐소드전극를 구비하며,상기 제 1 내지 제 4 절연막 중 적어도 어느 하나는 유기 절연물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 유기 절연물질은 벤조-사이노우-벤지너(Benzo-Cyano-Benziner) 계열 및 폴리아미드(polyimide) 계열의 고분자물 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 절연막, 제 2 절연막 및 제 4 절연막 중 유기절연막은 1㎛ 이상의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 3 절연막은 10nm 이상의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 및 제 3 절연막은 무기물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자.
- 기판 상에 액티브층을 형성하는 단계와,상기 액티브층 상에 제 1 절연막을 형성하는 단계와,상기 제 1 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와,상기 게이트 전극이 형성된 상기 제 1 절연막 위에 제 2 절연막을 형성하는 단계와,상기 제 2 절연막 상에 상기 액티브층과 접촉되는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계와,상기 소스 및 드레인 전극이 형성된 제 2 절연막 위에 제 3 절연막을 형성하는 단계와,상기 제 3 절연막 상에 상기 드레인 전극과 접촉되는 애노드 전극을 형성하는 단계와,상기 애노드 전극 중 발광영역이 노출되도록 제 3 절연막 상에 제 4 절연막을 형성하는 단계와,상기 애노드전극 위에 유기발광물질을 형성하는 단계와,상기 제 4 절연막 및 유기발광물질 위에 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하며,상기 제 1 내지 제 4 절연막 중 적어도 어느 하나는 유기 절연물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 유기 절연물질은 벤조-사이노우-벤지너(Benzo-Cyano-Benziner) 계열 및 폴리아미드(polyimide) 계열의 고분자물 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 애노드 전극에 자외선 조사 및 산소 플라즈마 중 어느 하나로 상기 애노드 전극을 표면처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 제조방법.
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