KR100522025B1 - Organic Electroluminescent Device - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 풀컬러 구조 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자에 의하면, 캐소드 전극 금속물질과 접촉 특성이 취약한 유기전계발광층 상부에선택적으로 캐소드 전극용 전자 주입층을 추가하는 더블 캐소드 전극 구조의 제공을 통해 기존의 특정 컬러에서의 흑점 등과 같은 화질 불량 문제를 해결할 수 있어, 기존의 싱글 캐소드 구조보다 제품 수명이 대략 5배 정도 연장되고 효율이 30% 정도 향상되는 효과를 가질 수 있다. According to the full-color active matrix type organic light emitting display device according to the present invention, a double cathode electrode structure is added to selectively add an electron injection layer for a cathode electrode to an organic light emitting layer having poor contact characteristics with a cathode electrode metal material. It can solve the problem of poor image quality such as black spots in the existing specific color, it can have the effect of extending the product life approximately 5 times and efficiency by 30% than the existing single cathode structure.
Description
본 발명은 유기전계발광 소자(Organic Electroluminescent Device)에 관한 것이며, 특히 풀컬러(full color) 구조 액티브 매트릭스형(active matrix type) 유기전계발광 소자에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to organic electroluminescent devices, and more particularly, to a full color structure active matrix type organic electroluminescent device.
새로운 평판디스플레이 중 하나인 유기전계발광 소자는 자체발광형이기 때문에 액정표시장치에 비해 시야각, 콘트라스트 등이 우수하며 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다. 그리고, 직류저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며 전부 고체이기 때문에 외부충격에 강하고 사용온도범위도 넓으며 특히 제조비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다. One of the new flat panel displays, the organic light emitting display device is self-luminous, and thus has a better viewing angle, contrast, and the like than the liquid crystal display device. In addition, since it is possible to drive DC low voltage, fast response speed, and all solid, it is strong against external shock, wide use temperature range, and especially inexpensive in terms of manufacturing cost.
특히, 상기 유기전계발광 소자의 제조공정에는, 액정표시장치나 PDP(Plasma Display Panel)와 달리 증착 및 봉지(encapsulation) 장비가 전부라고 할 수 있기 때문에, 공정이 매우 단순하다. In particular, unlike the liquid crystal display device or the plasma display panel (PDP), all of the deposition and encapsulation equipments are manufactured in the organic electroluminescent device manufacturing process. Therefore, the process is very simple.
이하, 이러한 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자를 일예로 하여, 유기전계발광 소자의 기본적인 구조 및 동작특성에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the basic structure and operation characteristics of the organic light emitting display device will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본 화소 구조를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a basic pixel structure of a general active matrix organic light emitting display device.
도시한 바와 같이, 제 1 방향으로 주사선이 형성되어 있고, 이 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성되며, 서로 일정간격 이격된 신호선 및 전력공급 라인(powersupply line)이 형성되어 있어, 하나의 화소 영역(pixel area)을 정의한다. As shown, a scanning line is formed in a first direction, and a signal line and a power supply line are formed in a second direction crossing the first direction and spaced apart from each other by a predetermined distance. Define the pixel area.
상기 주사선과 신호선의 교차지점에는 어드레싱 엘리먼트(addressing element)인 스위칭 박막트랜지스터(switching TFT)가 형성되어 있고, 이 스위칭 박막트랜지스터 및 전력공급 라인과 연결되어 스토리지 캐패시턴스(storage capacitance ; 이하, CST라 칭함)가 형성되어 있으며, 이 스토리지 캐패시턴스(CST) 및 전력공급 라인과 연결되어, 전류원 엘리먼트(current source element)인 구동 박막트랜지스터가 형성되어 있고, 구동 박막트랜지스터와 연결되어 유기전계발광 다이오드(Electroluminescent Diode) 소자가 구성되어 있다.A switching TFT, which is an addressing element, is formed at an intersection point of the scan line and the signal line, and is connected to the switching thin film transistor and the power supply line, and is referred to as storage capacitance (hereinafter referred to as C ST) . ) Is formed, and is connected to the storage capacitance (C ST ) and the power supply line to form a driving thin film transistor which is a current source element, and is connected to the driving thin film transistor to form an organic light emitting diode. ) Element is constructed.
상기 유기전계발광 다이오드 소자는 유기발광물질에 순방향으로 전류를 공급하면, 정공 제공층인 애노드 전극(anode electrode)과 전자 제공층인 캐소드 전극(cathode electrode)간의 P(positive)-N(negative) 접합(Junction)부분을 통해 전자와 정공이 이동하면서 서로 재결합하여, 상기 전자와 정공이 떨어져 있을 때보다 작은 에너지를 가지게 되므로, 이때 발생하는 에너지 차로 인해 빛을 방출하는 원리를 이용하는 것이다. When the organic light emitting diode device supplies a current to the organic light emitting material in a forward direction, a P (positive) -N (negative) junction between an anode electrode, which is a hole providing layer, and a cathode electrode, which is an electron providing layer, is provided. Since the electron and the hole move and recombine with each other through the junction, they have less energy than when the electron and the hole are separated, and thus, the principle of emitting light due to the difference in energy generated at this time is used.
이러한 유기전계발광 소자를 풀컬러(full-color) 제품으로 제작하기 위해서는, 적, 녹, 청의 3 원색 발광재료가 요구되는데, 기존에는 3 원색의 발광층을 전부 고분자계 발광물질을 사용하거나, 또는 저분자계열 발광물질을 사용하여 풀컬러 제품을 제작하였다. In order to manufacture such an organic electroluminescent device as a full-color product, red, green, and blue three-color light emitting materials are required. Conventionally, all three light emitting layers use high molecular light emitting materials or low molecular weight. Full-color products were manufactured using the series light emitting materials.
이하, 도 2는 종래의 풀컬러 구조 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 한 픽셀부에 대한 개략적인 단면도이다. 2 is a schematic cross-sectional view of one pixel portion of a conventional full color structured active matrix organic electroluminescent device.
도시한 바와 같이, 화면을 구현하는 최소 단위인 적, 녹, 청 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)이 정의된 기판(10) 상에, 서브픽셀 단위로 박막트랜지스터 소자(T)가 형성되어 있고, 박막트랜지스터 소자(T)를 덮는 영역에는 박막트랜지스터 소자(T)를 일부 노출시키는 콘택홀(20)을 가지는 보호층(22)이 형성되어 있고, 보호층(22) 상부에는 콘택홀(20)을 통해 박막트랜지스터 소자(T)와 연결되는 제 1 전극(24)이 서브픽셀(Pr, Pg, Pb) 단위로 패터닝되어 있으며, 제 1 전극(24) 상부에는 제 1 전극(24)의 주영역을 오픈부(26)로 하고, 제 1 전극(24)의 테두리부를 덮는 영역에 버퍼패턴(28 ; buffer pattern)이 형성되어 있고, 버퍼패턴(28) 영역 내에는 기둥형상의 뱅크(30 ; bank)가 형성되어 있다. As shown, the thin film transistor element T is formed in subpixel units on the substrate 10 in which red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb, which are the minimum units for implementing the screen, are defined. In the region covering the thin film transistor element T, a protective layer 22 having a contact hole 20 partially exposing the thin film transistor element T is formed, and a contact hole 20 is formed on the protective layer 22. The first electrode 24 connected to the thin film transistor element T is patterned in units of subpixels Pr, Pg, and Pb, and a main region of the first electrode 24 is formed on the first electrode 24. Is an open portion 26, a buffer pattern 28 is formed in an area covering the edge portion of the first electrode 24, and a columnar bank 30 is formed in the buffer pattern 28 area. ) Is formed.
상기 적, 녹, 청 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)은 하나의 픽셀(P)을 이룬다. The red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb form one pixel P.
상기 버퍼패턴(28) 및 뱅크(30)는 적, 녹, 청 서브픽셀(Pr, Pg, Pb) 영역별 경계부를 두르는 위치에 형성되어, 상기 뱅크(30)를 경계부로 하여 적, 녹, 청 서브픽셀(Pr, Pg, Pb) 영역 내에는 적, 녹, 청 유기전계발광층(32a, 32b, 32c)이 차례대로 각각 형성되어 있다. 상기 적, 녹, 청 유기전계발광층(32a, 32b, 32c)은 유기전계발광층(32)을 이룬다. The buffer pattern 28 and the bank 30 are formed at positions surrounding boundaries of red, green, and blue subpixels (Pr, Pg, and Pb), and the red, green, and blue regions are formed using the bank 30 as a boundary. Red, green, and blue organic light emitting layers 32a, 32b, and 32c are sequentially formed in the subpixels Pr, Pg, and Pb. The red, green, and blue organic light emitting layers 32a, 32b, and 32c form an organic light emitting layer 32.
그리고, 상기 유기전계발광층(32)을 덮는 기판 전면에는 제 2 전극(34)이 형성되어 있고, 상기 제 1, 2 전극(24, 34)과, 유기전계발광층(32)은 유기전계발광 다이오드 소자(E)를 이룬다. In addition, a second electrode 34 is formed on the entire surface of the substrate covering the organic light emitting layer 32, and the first and second electrodes 24 and 34 and the organic light emitting layer 32 are formed of an organic light emitting diode device. (E).
도면으로 상세히 제시하지는 않았지만, 상기 유기전계발광층(32)은 제 1, 2 캐리어 전달층과, 제 1, 2 캐리어 전달층 사이에 개재된 발광층으로 이루어진다. 제 1 전극(24)이 애노드 전극, 제 2 전극(34)이 캐소드 전극에 해당될 경우, 상기 제 1 캐리어 전달층은 정공 수송층(Hole-Transport Layer)으로 이루어지고, 제 2 캐리어 전달층은 전자 수송층(Electron-Transport Layer)으로 이루어진다. 또한, 상기 제 2 전극(34)을 이루는 물질은 칼슘(Ca)/알루미늄(Al)이 차례대로 적층된 구조로 이루어진다. Although not shown in detail in the drawings, the organic light emitting layer 32 includes a first and a second carrier transport layer and a light emitting layer interposed between the first and the second carrier transport layer. When the first electrode 24 corresponds to an anode electrode and the second electrode 34 corresponds to a cathode electrode, the first carrier transport layer is formed of a hole-transport layer, and the second carrier transport layer is an electron. It consists of an Electron-Transport Layer. In addition, the material constituting the second electrode 34 has a structure in which calcium (Ca) / aluminum (Al) are sequentially stacked.
이러한 기존의 유기전계발광 다이오드 소자(E)의 적층 구조에 의하면, 칼슘을 포함하는 금속물질로 이루어진 제 2 전극(34)과 접하는 청색 서브픽셀에서는 흑점(black spot)과 같은 화질 불량이 나타나는 문제점이 있었다. According to the conventional stacked structure of the organic light emitting diode device E, a poor quality such as a black spot occurs in a blue subpixel contacting the second electrode 34 made of a metal material including calcium. there was.
좀 더 상세히 설명하면, 상기 유기전계발광층을 이루는 발광물질은 대부분 고분자계 물질로 이루어지는데, 청색 고분자계 물질은 다른 컬러(적, 녹)물질에 비해 자체 물질 결함을 가지고 있어, 인접한 금속물질의 확산에 의해 불순물을 생성하기 때문이다. In more detail, the light emitting materials forming the organic light emitting layer are mostly made of a polymer material, and the blue polymer material has its own material defects as compared to other color (red and rust) materials, and thus the diffusion of adjacent metal materials. This is because impurities are produced by.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 화질 특성이 향상된 풀컬러 구조 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a full-color structure active matrix organic electroluminescent device having improved image quality characteristics.
이를 위하여, 본 발명에서는 캐소드 전극과의 접촉특성이 취약한 유기전계발광층(대표적인 예로, 청색 유기전계발광층)과 캐소드 전극 간의 계면에만 선택적으로, 캐소드 전극 금속물질이 유기전계발광층으로 확산되는 것을 방지할 수 있는 물질층을 추가 구비하는 구조의 더블 캐소드 전극 구조를 제공하고자 한다. To this end, the present invention can selectively prevent the cathode electrode metal material from diffusing into the organic electroluminescent layer only at the interface between the organic electroluminescent layer (typically, the blue organic electroluminescent layer) and the cathode, which have poor contact characteristics with the cathode electrode. It is intended to provide a double cathode electrode structure having a further layer of material therein.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 특징에서는 기판 상에 화면을 구현하는 최소단위인 서브픽셀 단위로 형성된 애노드 전극과; 상기 캐소드 전극 상부에서, 상기 서브픽셀 단위로 차례대로 배열된 적, 녹, 청 유기전계발광층으로 이루어진 유기전계발광층과; 상기 유기전계발광층을 덮는 기판 전면에 형성된 캐소드 전극과; 상기 유기전계발광층과 캐소드 전극 사이 구간에 위치하며, 상기 적, 녹, 청 유기전계발광층 중 어느 한 유기전계발광층 상부를 선택적으로 덮는 영역에 형성된 캐소드 전극용 전자주입층을 포함하며, 상기 캐소드 전극용 전자주입층은 상기 캐소드 전극의 일함수(work function)값과 동일하거나 또는 높은 일함수값을 가지는 무기절연 물질에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자를 제공한다. In order to achieve the above object, in a first aspect of the present invention, there is provided an anode electrode formed of a subpixel unit, which is a minimum unit for implementing a screen on a substrate; An organic electroluminescent layer comprising red, green, and blue organic electroluminescent layers sequentially arranged in units of the subpixels on the cathode electrode; A cathode electrode formed on an entire surface of the substrate covering the organic light emitting layer; Located in the section between the organic electroluminescent layer and the cathode electrode, and includes an electron injection layer for the cathode electrode formed in a region that selectively covers any one of the organic electroluminescent layer of the red, green, blue organic electroluminescent layer, the cathode electrode The electron injection layer provides an organic light emitting display device, wherein the electron injection layer is selected from an inorganic insulating material having a work function value equal to or higher than a work function value of the cathode electrode.
상기 기판과 애노드 전극 사이에는, 상기 서브픽셀 단위로 상기 애노드 전극과 연결되는 박막트랜지스터 소자를 추가로 포함하고, 상기 박막트랜지스터 소자는, 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극으로 이루어지고, 상기 드레인 전극과 애노드 전극이 실질적으로 연결되는 것을 특징으로 한다. Between the substrate and the anode electrode, further comprises a thin film transistor element connected to the anode electrode in the sub-pixel unit, the thin film transistor element is composed of a gate electrode, a semiconductor layer, a source electrode and a drain electrode, The drain electrode and the anode electrode is characterized in that substantially connected.
상기 캐소드 전극은, 칼슘(Ca) 금속물질과 알루미늄(Al) 금속물질이 차례대로 적층된 구조로 이루어지고, 상기 캐소드 전극용 전자주입층과 접하는 유기전계발광층은 청색 유기전계발광층에 해당되며, 상기 캐소드 전극용 전자주입층을 이루는 물질은 리튬 플로라이드(LiF), 바륨 플루라이드(BaF2) 중 어느 하나에서 선택되는 것을 특징으로 한다.The cathode electrode has a structure in which a calcium (Ca) metal material and an aluminum (Al) metal material are sequentially stacked, and the organic electroluminescent layer contacting the electron injection layer for the cathode electrode corresponds to a blue organic electroluminescent layer. The material forming the electron injection layer for the cathode is characterized in that it is selected from any one of lithium fluoride (LiF), barium fluoride (BaF 2 ).
상기 유기전계발광층은, 상기 서브픽셀 영역별 경계부에 위치하는 기둥 형상의 뱅크에 의해 서브픽셀 단위로 분리되어 있고, 상기 뱅크와 애노드 전극 사이에는, 상기 애노드 전극의 주영역을 노출시키는 오픈부를 가지는 버퍼 패턴을 추가로 포함하며, 상기 캐소드 전극용 전자주입층은 섀도우 마스크법에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. The organic light emitting layer is divided into subpixel units by columnar banks positioned at boundary portions of the subpixel regions, and a buffer having an open portion exposing a main region of the anode electrode between the bank and the anode electrode. Further comprising a pattern, the cathode electrode injection layer is characterized in that formed by the shadow mask method.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
-- 실시예 --Example
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 풀컬러 구조 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자에 대한 개략적인 단면도로서, 청색 서브픽셀과 그외 적, 녹 서브픽셀이 서로 다른 캐소드 전극 구조로 정의되는 더블 캐소드 전극 구조를 가지는 일 예를 중심으로 설명한다. 3 is a schematic cross-sectional view of a full-color structured active matrix organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention, wherein a double cathode electrode structure in which a blue subpixel and other red and green subpixels are defined as different cathode electrode structures It will be described based on an example having a.
도시한 바와 같이, 화면을 구현하는 최소 단위인 적, 녹, 청 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)이 정의된 기판(110) 상에, 서브픽셀 단위로 박막트랜지스터 소자(T)가 형성되어 있고, 박막트랜지스터 소자(T)를 덮는 영역에는 박막트랜지스터 소자(T)를 일부 노출시키는 콘택홀(120)을 가지는 보호층(122)이 형성되어 있고, 보호층(122) 상부에는 콘택홀(120)을 통해 박막트랜지스터 소자(T)와 연결되는 제 1 전극인 애노드 전극(124)이 서브픽셀(Pr, Pg, Pb) 단위로 패터닝되어 있으며, 애노드 전극(124) 상부에는 애노드 전극(124)의 주영역을 오픈부(126)로 하고, 제 1 전극(124)의 테두리부를 덮는 영역에 버퍼패턴(128)이 형성되어 있고, 버퍼패턴(128) 영역 내에는 기둥형상의 뱅크(130)가 형성되어 있다. As illustrated, the thin film transistor element T is formed on a substrate 110 on which the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb, which are the smallest units for implementing the screen, are defined. In the region covering the thin film transistor element T, a protective layer 122 having a contact hole 120 partially exposing the thin film transistor element T is formed, and a contact hole 120 is formed on the protective layer 122. The anode electrode 124, which is a first electrode connected to the thin film transistor element T, is patterned in units of subpixels Pr, Pg, and Pb, and the main portion of the anode 124 is disposed on the anode electrode 124. A buffer pattern 128 is formed in a region covering the edge of the first electrode 124 with the region as the open portion 126, and a columnar bank 130 is formed in the buffer pattern 128 region. have.
상기 적, 녹, 청 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)은 하나의 픽셀(P)을 이룬다. The red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb form one pixel P.
상기 버퍼패턴(128) 및 뱅크(130)는 적, 녹, 청 서브픽셀(Pr, Pg, Pb) 영역별 경계부를 두르는 위치에 형성되어, 상기 뱅크(130)를 경계부로 하여 적, 녹, 청 서브픽셀(Pr, Pg, Pb) 영역 내에는 적, 녹, 청 유기전계발광층(132a, 132b, 132c)이 차레대로 각각 형성되어 있다. 상기 적, 녹, 청 유기전계발광층(132a, 132b, 132c)은 유기전계발광층(132)을 이룬다. The buffer pattern 128 and the bank 130 are formed at positions surrounding boundaries of red, green, and blue subpixel regions Pr, Pg, and Pb, and the red, green, and blue patterns are formed using the bank 130 as a boundary. Red, green, and blue organic light emitting layers 132a, 132b, and 132c are sequentially formed in the subpixels Pr, Pg, and Pb. The red, green, and blue organic light emitting layers 132a, 132b, and 132c form an organic light emitting layer 132.
그리고, 상기 청색 서브픽셀(Pb) 내 유기전계발광층(132) 상부에는 캐소드 전극용 전자주입층(134)이 형성되어 있고, 캐소드 전극용 전자주입층(134) 상부의 기판 전면에는 제 2 전극인 캐소드 전극(136)이 형성되어 있다. In addition, an electron injection layer 134 for the cathode electrode is formed on the organic light emitting layer 132 in the blue subpixel Pb, and a second electrode is formed on the entire surface of the substrate above the electron injection layer 134 for the cathode electrode. The cathode electrode 136 is formed.
상기 캐소드 전극(136) 물질은 칼슘 금속층 및 알루미늄 금속층이 차례대로 적층된 구조로 이루어지고, 상기 캐소드 전극용 전자주입층(134)은 칼슘 금속층이 청색 유기전계발광층(132c)으로 확산되는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로, 일함수값(work function)이 캐소드 전극(136) 금속물질과 동일하거나 또는 높은 값을 가져 전자주입 역할을 해주는 무기절연 물질에서 선택되는 것이 바람직하며, 이러한 물질로는 리튬 플로라이드(LiF), 바륨 플루라이드(BaF2)를 들 수 있다.The cathode electrode 136 material has a structure in which a calcium metal layer and an aluminum metal layer are sequentially stacked, and the electron injection layer 134 for the cathode electrode prevents the calcium metal layer from diffusing into the blue organic electroluminescent layer 132c. It is preferable that the work function is selected from an inorganic insulating material having a work function equal to or higher than that of the cathode electrode 136 metal material, which serves as an electron injection. (LiF) and barium fluoride (BaF 2 ).
그리고, 상기 캐소드 전극용 전자주입층은 섀도우 마스크를 이용하여 청색 서브픽셀 영역에만 선택적으로 형성할 수 있다. The cathode injection layer may be selectively formed only in the blue subpixel area using a shadow mask.
또한, 상기 애노드 전극(124)은 투광성을 가지는 금속물질에서 선택되는 것이 바람직하며, 이러한 전극 물질 특성에 의해 본 실시예에 따른 유기전계발광 소자는 유기전계발광층(132)에서 발광된 빛이 애노드 전극(124)쪽으로 발광되는 하부 발광 방식으로 구동된다. In addition, the anode electrode 124 is preferably selected from a light-transmitting metal material, by the characteristics of the electrode material according to the embodiment of the organic electroluminescent device according to this embodiment the light emitted from the organic electroluminescent layer 132 anode electrode It is driven by the bottom emission method that emits toward 124.
기존의 풀컬러 구조 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자에서는, 모든 컬러에 공통 전극을 사용하는 방식으로 정의되는 싱글 캐소드 전극 구조였지만, 본 발명에서는 캐소드 전극과 접촉특성이 취약한 컬러 서브픽셀에만 선택적으로 캐소드 전극용 전자주입층을 구비하는 방식의 더블 캐소드 전극 구조를 제시함에 따라, 기존의 캐소드 전극 금속물질과 취약한 접촉특성을 가지는 유기전계발광층에서의 발광특성을 향상시킬 수 있어, 수명과 효율면에 기존의 전극 구조와 큰 차이를 보일 수 있다. In the conventional full color structured active matrix type organic electroluminescent device, although it was a single cathode electrode structure defined by using a common electrode for all colors, in the present invention, the cathode electrode is selectively selected only for color subpixels having weak contact characteristics with the cathode electrode. By presenting the double cathode electrode structure having the electron injection layer for the purpose, it is possible to improve the light emission characteristics of the organic electroluminescent layer having weak contact characteristics with the existing cathode electrode metal material, thereby improving the life and efficiency It can show a big difference from the electrode structure.
한 예로, 기존의 싱글 캐소드 전극 구조보다 제품 수명이 대략 5배 정도 연장되고, 효율이 30 % 향상되는 효과를 가질 수 있다. For example, the product life may be extended by approximately five times and the efficiency may be improved by 30% than the conventional single cathode electrode structure.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풀컬러 구조 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 캐소드 전극용 전자주입층을 가지는 하나의 서브픽셀 영역에 대한 세부적인 단면도로서, 박막트랜지스터 소자와 유기전계발광층을 적층 구조를 중심으로 도시하였다. FIG. 4 is a detailed cross-sectional view of one subpixel region having an electron injection layer for a cathode electrode of a full-color active matrix type organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention, in which a thin film transistor element and an organic light emitting layer are stacked The structure is shown mainly.
도시한 바와 같이, 기판(210) 상에 게이트 전극(212)이 형성되어 있고, 게이트 전극(212)을 덮는 영역에 게이트 절연막(214)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(214) 상부의 게이트 전극(212)을 덮는 위치에 반도체층(216)이 형성되어 있고, 반도체층(216) 상부에서 서로 이격되게 소스 전극(218) 및 드레인 전극(220)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 전극(212), 반도체층(216), 소스 전극(218) 및 드레인 전극(220)은 박막트랜지스터 소자(T)를 이룬다. 상기 박막트랜지스터 소자(T)는 유기전계발광 다이오드 소자에 전류를 공급하는 구동용 박막트랜지스터 소자에 해당된다. As shown in the drawing, the gate electrode 212 is formed on the substrate 210, the gate insulating film 214 is formed in an area covering the gate electrode 212, and the gate electrode on the gate insulating film 214 ( The semiconductor layer 216 is formed at a position covering the 212, and the source electrode 218 and the drain electrode 220 are formed on the semiconductor layer 216 so as to be spaced apart from each other. The gate electrode 212 and the semiconductor are formed. The layer 216, the source electrode 218, and the drain electrode 220 form a thin film transistor element T. The thin film transistor element T corresponds to a driving thin film transistor element for supplying a current to the organic light emitting diode device.
상기 반도체층(216)은 비정질 실리콘 물질로 이루어진 액티브층(216a)과, 불순물 비정질 실리콘 물질로 이루어진 오믹콘택층(216b)으로 이루어지고, 상기 소스 전극(218)과 드레인 전극(220)과 이격구간에는 오믹콘택층(216b)이 제거되어, 노출된 액티브층 영역(216a)은 채널(ch)을 이룬다. The semiconductor layer 216 is formed of an active layer 216a made of an amorphous silicon material and an ohmic contact layer 216b made of an impurity amorphous silicon material, and is spaced apart from the source electrode 218 and the drain electrode 220. The ohmic contact layer 216b is removed, and the exposed active layer region 216a forms a channel ch.
상기 박막트랜지스터 소자(T)를 덮는 영역에 위치하며, 상기 드레인 전극(220)을 일부 노출시키는 드레인 콘택홀(222)을 가지는 보호층(224)이 형성되어 있고, 보호층(224) 상부에는 드레인 콘택홀(222)을 통해 드레인 전극(220)과 연결되는 애노드 전극(226)이 형성되어 있고, 상기 애노드 전극(226) 상부에는, 상기 애노드 전극(226)의 주영역을 노출시키는 오픈부(228)를 가지는 버퍼 패턴(230)이 형성되어 있고, 상기 버퍼 패턴(230) 상부에는 기둥형상의 뱅크(232)가 형성되어 있으며, 뱅크(232) 영역 내에는 정공 전달층(234), 발광층(236), 전자 전달층(238), 캐소드 전극용 전자주입층(240)이 차례대로 적층되어 있고, 뱅크(232) 및 캐소드 전극용 전자주입층(240)을 덮는 기판전면에는 캐소드 전극(242)이 형성되어 있다. A passivation layer 224 is formed in an area covering the thin film transistor element T and has a drain contact hole 222 partially exposing the drain electrode 220. A drain is formed on the passivation layer 224. An anode electrode 226 connected to the drain electrode 220 is formed through the contact hole 222, and an open part 228 that exposes a main region of the anode electrode 226 on the anode electrode 226. Buffer pattern 230 is formed on the buffer pattern 230, and a columnar bank 232 is formed on the buffer pattern 230, and a hole transport layer 234 and an emission layer 236 are formed in the bank 232 region. ), The electron transfer layer 238, and the cathode electrode injection layer 240 are sequentially stacked, and the cathode electrode 242 is formed on the front surface of the substrate covering the bank 232 and the cathode injection layer 240 for the cathode electrode. Formed.
상기 정공 전달층(234), 발광층(236), 전자 전달층(238)은 유기전계발광층(239)을 이룬다. The hole transport layer 234, the light emitting layer 236, and the electron transport layer 238 form an organic light emitting layer 239.
상기 정공 전달층(234)은 정공 수송층을 기본으로 하여 정공 주입층을 선택적으로 포함하는 물질층으로 이루어지고, 상기 전자 전달층(238)은 전자 수송층을 기본으로 하여 전자 주입층을 선택적으로 포함하는 물질층으로 이루어진다. The hole transport layer 234 is made of a material layer that selectively includes a hole injection layer based on the hole transport layer, and the electron transport layer 238 optionally includes an electron injection layer based on the electron transport layer. It consists of a layer of material.
상기 발광층(236)은 청색 발광층으로 이루어지는 것이 바람직하다. The light emitting layer 236 preferably comprises a blue light emitting layer.
상기 도면에서와 같이, 상기 캐소드 전극용 전자주입층(240)은 유기전계발광층(239)의 정공 전달층(234)이나 전자 전달층(238)과 구별되게, 캐소드 전극(242)과 취약한 접촉특성을 가지는 해당 컬러 유기전계발광층(239)과 접촉되는 영역에만 선택적으로 형성하는 전자주입층에 해당된다. As shown in the drawing, the electron injection layer 240 for the cathode electrode is weakly contacted with the cathode electrode 242 to be distinguished from the hole transport layer 234 or the electron transport layer 238 of the organic light emitting layer 239. It corresponds to the electron injection layer selectively formed only in the region in contact with the color organic electroluminescent layer 239 having a.
그러나, 본 발명은 상기 실시예들로 한정되지 않고, 본 발명의 취지에 어긋나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. However, 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.
예를 들어, 본 발명에서는 유기전계발광층을 패터닝하는 방법으로 뱅크를 이용하는 방법외에도 섀도우 마스크법 등을 이용할 수 있으며, 다양한 타입의 박막트랜지스터를 적용할 수도 있다. For example, in the present invention, a shadow mask method or the like may be used as a method of patterning the organic light emitting layer, and various types of thin film transistors may be applied.
이와 같이, 본 발명에 따른 풀컬러 구조 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자에 의하면, 캐소드 전극 금속물질과 접촉 특성이 취약한 유기전계발광층 상부에선택적으로 캐소드 전극용 전자 주입층을 추가하는 더블 캐소드 전극 구조의 제공을 통해 기존의 특정 컬러에서의 흑점 등과 같은 화질 불량 문제를 해결할 수 있어, 기존의 싱글 캐소드 구조보다 제품 수명이 대략 5배 정도 연장되고 효율이 30% 정도 향상되는 효과를 가질 수 있다. As described above, according to the full-color active matrix organic electroluminescent device of the present invention, a double cathode electrode structure in which an electron injection layer for the cathode electrode is selectively added on the organic electroluminescent layer having poor contact characteristics with the cathode electrode metal material. By providing a solution to the problem of poor image quality, such as black spots in the existing specific color, it can have the effect of extending the product life approximately 5 times and the efficiency by 30% than the conventional single cathode structure.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본 화소 구조를 나타낸 도면. 1 is a view showing a basic pixel structure of a general active matrix organic electroluminescent device.
도 2는 종래의 풀컬러 구조 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 한 픽셀부에 대한 개략적인 단면도. 2 is a schematic cross-sectional view of one pixel portion of a conventional full color structured active matrix organic electroluminescent device.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 풀컬러 구조 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자에 대한 개략적인 단면도. 3 is a schematic cross-sectional view of a full-color structured active matrix organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풀컬러 구조 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 청색 서브픽셀 영역에 대한 세부적인 단면도. 4 is a detailed cross-sectional view of a blue subpixel region of a full-color structured active matrix organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
110 : 기판 120 : 콘택홀110: substrate 120: contact hole
122 : 보호층 124 : 애노드 전극122: protective layer 124: anode electrode
126 : 오픈부126: open section
128 : 버퍼패턴128: buffer pattern
130 : 뱅크 132 : 유기전계발광층130: bank 132: organic light emitting layer
132a, 132b, 132c : 적, 녹, 청 유기전계발광층132a, 132b, 132c: red, green, blue organic light emitting layer
134 : 캐소드 전극용 전자주입층 136 : 캐소드 전극134: electron injection layer for cathode electrode 136: cathode electrode
P : 픽셀 Pr : 적 서브픽셀P: Pixel Pr: Red Subpixel
Pg : 녹 서브픽셀 Pb : 청 서브픽셀 Pg: green subpixel Pb: blue subpixel
T : 박막트랜지스터 소자 T: thin film transistor element
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