KR100546663B1 - 탑-이미션 방식의 유기 ｅｌ 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

탑-이미션 방식의 유기 ｅｌ 소자 및 그 제조방법 Download PDF

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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/26—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode

Abstract

본 발명은 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 다수개의 화소전극 및 공통전극이 교차하여 형성된 다수개의 화소 영역을 갖는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 화소 영역 이외의 부분에 상기 공통전극에 전기적으로 연결되는 보조 공통전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 공통전극에 흐르는 전류를 보조 공통전극을 통해 외부로 빼낼 수 있으므로 상기 공통전극의 저항 문제를 해결할 수 있다. 또한, 상기 공통전극의 저항 문제가 해결되어 메탈 공통전극의 두께를 충분히 줄일 수 있으므로 투과율을 크게 향상시킬 수 있다.
그 결과, 고휘도, 장수명, 고신뢰성의 유기 EL 소자의 제작이 가능해 진다.
탑-이미션(top-emission), 유기 EL, 투과율, 저항

Description

탑-이미션 방식의 유기 ＥＬ 소자 및 그 제조방법{Organic Electroluminescence of Top-Emission Type and Fabrication Method for the same}
도 1은 종래 기술에 따른 유기 EL 소자의 구조를 나타낸 단면도
도 2a 내지 도 2d는 종래 기술에 따른 유기 EL 소자의 제조 공정 단면도
도 3은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 평면도
도 4는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 단면도
도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조공정 단면도
도 6은 본 발명에서 이용되는 쉐도우 마스크의 평면도
**도면의 주요 부분에 대한 부호 설명**
21 : 유리 기판 22 : 반도체층
22a, 22b : 소오스/드레인 영역 22c : 채널 영역
23 : 게이트 절연막 24 : 게이트 전극
25 : 층간절연막 26 : 전극라인
27 : 평탄화 절연막 28 : 화소전극
29 : 보조 공통전극 30 : 절연막
31 : 쉐도우 마스크 32 : 정공주입층
33 : 정공전달층 34, 34', 34'' : R, G, B 유기발광층
35 : 전자전달층 36 : 전자주입층
37 : 메탈 공통전극 38 : 투명 공통전극
39 : 보호막
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로 특히, 탑-이미션(top-emission) 방식의 유기 EL 소자에서 메탈 공통전극(cathode)의 두께를 줄여 투과율을 향상시킴과 동시에 메탈 공통전극에 과전류가 흐르지 않도록 하여 디바이스의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
탑 이미션(top emission) 방식의 액티브 매트릭스형 유기 EL 소자(Active Matrix Organic ElectroLuminescence Device : AMOELD)의 화소 부분은 크게 각 화소 부분을 스위칭해주는 스위칭용 박막트랜지스터, 구동용 박막트랜지스터, 저장 커패시터(capacitor), 화소전극(anode), 유기물층, 공통전극(cathode)으로 구성된다.
이 중 구동용 박막트랜지스터를 기준으로 한 종래 기술에 따른 화소의 단면을 도 1에 도시하였다.
종래의 유기 EL 소자는 도 1에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(1)상에 각각 다수 개로 형성된 화소전극(8) 및 공통전극(메탈 공통전극(15) 및 투명 공통전극(16))이 교차하는 영역에 의해 정의되는 다수개의 화소에 형성되는 유기발광층(12)과, 상기 유리 기판(1)상에 형성되며 그 드레인 전극이 상기 화소전극(8)에 전기적으로 연결되는 박막트랜지스터(A)와, 상기 화소전극(8)과 유기발광층(12) 사이에 적층 형성된 정공주입층(10), 정공전달층(11)과, 상기 유기발광층(12)과 메탈 공통전극(15) 사이에 적층 형성된 전자전달층(13), 전자주입층(14)으로 구성된다.
상기 박막트랜지스터(A)는 유리 기판(1)의 일영역상에 형성되어 소오스/드레인 영역(2a)(2b) 및 채널 영역(2c)으로 구성되는 반도체층(2)과, 상기 반도체층(2)을 포함한 유리 기판(1) 전면에 형성되는 게이트 절연막(3)과, 상기 채널 영역(2c) 상부의 게이트 절연막(3)상에 형성되는 게이트 전극(4)으로 구성된다.
이때, 상기 소오스/드레인 영역(2a)(2b)과 채널 영역(2c)의 경계는 상기 게이트 전극(4)의 양 에지와 얼라인(align)된다.
그리고, 상기 박막트랜지스터(A)상에는 상기 소오스 영역(2a) 및 드레인 영역(2b)을 오픈하는 층간 절연막(5)이 형성되어 있고 상기 층간 절연막(5)의 오픈 부위를 통해 상기 소오스/드레인 영역(2a)(2b)에 전기적으로 접속되는 전극 라인(6)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 층간 절연막(5) 및 전극 라인(6)의 포함한 전면에는 상기 드레인 영역(5b)에 전기적으로 접속된 전극 라인(6)을 오픈하는 평탄화 절연막(7)이 형성된다.
상기 평탄화 절연막(7) 위에는 상기 화소전극(8)이 형성되게 되는데, 화소 전극(8)은 상기 평탄화 절연막(7)의 오픈 부위를 통해 박막트랜지스터(A)의 드레인 영역(2b)에 전기적으로 연결되게 된다.
그리고, 이웃하는 화소전극(8) 사이에 화소전극(8)의 일부분이 덮이도록 절연막(9)이 형성되어 있다.
상기 공통전극은 상기 전자주입층(14)상에 적층된 메탈 공통전극(15)과 투명 공통전극(16)으로 구성되며, 상기 공통전극상에는 보호막(17)이 형성되어 있다.
다음에 상기한 구조의 종래 기술에 따른 유기 EL 소자의 제조방법을 설명한다.
도 2a 내지 도 2d는 종래 기술에 따른 유기 EL 소자의 제조 공정 단면도이다.
우선, 도 2a에 도시된 바와 같이 유리 기판(1)상에 박막트랜지스터의 활성층으로 사용하기 위해 예를 들어, 다결정 실리콘 등을 이용하여 반도체층(2)을 형성하고 이후에 박막트랜지스터가 형성될 영역 즉, 박막트랜지스터 예정 영역에만 남도록 상기 반도체층(2)을 패터닝(patterning)한다.
이어, 상기 전면에 게이트 절연막(3)과 게이트 전극용 도전막을 차례로 적층한 다음 상기 패터닝된 반도체층(2)의 일영역상에 남도록 상기 게이트 전극용 도전막을 패터닝하여 게이트 전극(4)을 형성한다.
그리고, 상기 게이트 전극(4)을 마스크로 상기 반도체층(2)에 보론(B)나 인(P) 등의 불순물을 주입한 후에 열처리하여 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(2a)(2b)을 형성한다.
이때, 상기 불순물 이온이 주입되지 않은 반도체층(2)은 채널 영역(2c)이다.
이어, 전면에 층간 절연막(5)을 형성하고, 상기 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(2a)(2b)이 노출되도록 상기 층간 절연막(5)과 게이트 절연막(3)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한다.
그리고, 상기 콘택홀이 매립될 수 있는 정도의 충분한 두께로 제 1 금속막을 형성하고 상기 콘택홀 및 그에 인접한 영역에만 남도록 상기 제 1 금속막을 선택적으로 제거하여 소오스/드레인 영역(2a)(2b)에 각각 전기적으로 연결되는 전극 라인(6)을 형성한다.
그리고, 전면에 평탄화 절연막(7)을 형성하여 전면을 평탄화시키고 상기 드레인 영역(2b)에 연결된 전극 라인(6)이 노출되도록 상기 평탄화 절연막(7)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한 다음, Cr, Al, Mo, AgAu 등과 같이 반사율과 일함수(재가 function)값이 높은 제 2 금속막을 전면에 증착한다.
이때, 상기 콘택홀 내에도 제 2 금속막이 형성되어 상기 제 2 금속막은 콘택홀 하부의 전극 라인(6)에 연결되게 된다.
이어, 화소 부분에만 남도록 상기 제 2 금속막을 선택적으로 제거하여 상기 전극 라인(6)을 통해 하부의 드레인 영역(2b)에 전기적으로 연결되는 화소전극(anode)(8)을 형성한다.
이어, 도 2b에 도시된 바와 같이 이웃하는 화소전극(8) 사이에 화소전극(8)의 일부분이 덮이게 절연막(9)을 형성한다.
그리고, 도 2c에 도시되 바와 같이, 정공 주입층(10), 정공 전달층(11)을 공 통유기막으로 증착하고, 쉐도우 마스크(shadow mask)를 사용하여 R, G, B 유기발광층(12)(12')(12'')을 각각 증착한다.
이어, 전면에 전자 전달층(13)과 전자 주입층(14)등의 유기물층을 차례로 형성한다.
그 다음에 도 2d에 도시된 바와 같이, 메탈 공통전극(cathode)(15)을 형성한다.
이때, 상기 메탈 공통전극(15)은 알루미늄(Al)을 수 nm 증착한 다음 은(Ag)을 수 nm ~ 수십 nm 증착하여 형성하거나, MgxAg1-x 등의 금속을 수 nm ~ 수십 nm 증착하여 형성한다.
그리고, 상기 메탈 공통전극(15)상에 ITO, IZO 등의 투명 전도성 물질을 이용하여 투명 공통전극(16)을 형성한다.
이어, 상기 유기물층을 산소나 수분으로부터 보호하기 위하여 보호막(17)을 형성한 다음 도면에는 도시하지 않았지만 봉지재(sealant)와 투명 기판을 사용하여 보호캡을 장착하여 탑-이미션(top-emission) 방식의 액티브 매트릭스 유기 EL 소자를 완성한다.
이와 같은 탑-이미션 방식의 액티브 매트릭스 유기 EL 소자는 바텀 이미션(bottom emission) 방식과는 달리 메탈 공통전극(cathode)(15) 쪽으로 빛이 나와야 한다.
따라서, 메탈 공통전극(15)으로 사용되는 금속막의 두께를 투과율 문제로 인 하여 두껍게 형성할 수 없으며, 보통 수 nm ~ 수십 nm로 형성하고 있다.
그러나, 유기 EL 디바이스의 특성상 지속적으로 많은 양의 전류가 메탈 공통전극(15)을 통해서 흘러야 하는데 메탈 공통전극(15)이 얇으면 지속적으로 많은 양의 전류가 흐를 경우 열을 받아 단락(Short)되거나 산화되게 된다.
특히, 상기 메탈 공통전극(15)으로 은(Ag)을 이용하는 경우에는 은(Ag) 원자의 이동(migration)이 일어나 뭉치는 현상이 발생될 수 있는데, 이로 인하여 디바이스의 수명이 단축되게 되고 신뢰성이 저하되게 된다.
이 같은 디바이스 수명이 단축 및 신뢰성 저하 문제를 해결하기 위해 메탈 공통전극(15)의 두께를 두껍게 형성하게 되면 투과율이 급격하게 떨어지기 때문에 효율이 심하게 저하되어 현실적으로 사용하기 어렵다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로 디바이스의 투과율을 저하시키지 않고서 공통전극의 단락, 산화 및 뭉침을 방지하여 디바이스의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자는 다수개의 화소전극 및 공통전극이 교차하여 정의되는 다수개의 화소 영역을 갖는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 화소 영역 이외의 부분에 상기 공통전극에 전기적으로 연결되는 보조 공통전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 보조 공통전극은 상기 화소전극과 동일 레이어상에 위치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 보조 공통전극은 반사율과 일함수(work function)값이 높은 금속막으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조 방법은 유리 기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와, 전면에 상기 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역을 노출하는 콘택홀을 갖는 절연막을 형성하는 단계와, 상기 콘택홀에 전극라인을 형성하는 단계와, 상기 드레인 영역에 연결된 전극라인을 오픈하는 평탄화 절연막을 형성하는 단계와, 화소 영역에는 상기 평탄화 절연막의 오픈 부위를 통해 상기 전극라인에 연결되는 화소전극을 형성하고 동시에 화소 영역 이외의 부분에 보조 공통전극을 형성하는 단계와, 상기 화소전극과 보조 공통전극 사이에 절연막을 형성하는 단계와, 상기 보조 공통전극의 상부를 마스킹하는 쉐도우 마스크를 이용하여 유기공통막을 형성하는 단계와, 화소 영역에 유기 발광층을 형성하는 단계와, 상기 쉐도우 마스크를 이용하여 유기물층을 형성하는 단계와, 전면에 상기 보조 공통전극에 전기적으로 연결되는 공통전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 공통전극을 형성하는 단계는 메탈 공통전극과 투명 공통전극을 적층 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 공통전극을 형성하는 단계는 투명 공통전극을 형성하는 단계임을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 공통전극을 형성하는 단계 이후에 보호막을 형성하는 단계와, 보호캡을 장착하는 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 화소전극과 보조 공통전극을 형성하는 단계는 전면에 금속막을 형성하고 상기 금속막을 패터닝하여 화소 영역에는 상기 평탄화 절연막의 오픈부위를 통해 전극 라인에 연결되는 화소 전극을 형성하고 화소 영역 이외의 부분에는 보조 공통전극을 형성하는 단계임을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 금속막은 반사율과 일함수 값이 높은 금속으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해 질 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 평면도이고, 도 4는 도 3의 C-C' 방향 단면도이다.
본 발명에 따른 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자는 도 3에 도시된 바와 같이, R, G, B 유기발광층(34)(34')(34'')가 형성되는 화소 영역 이외의 부분에 스트라이프 형태의 보조 공통전극(29)을 구비한다.
통상, 유기 EL 소자에서는 R, G, B 유기발광층(34)(334')(34'')를 형성할 때 필히 쉐도우 마스크(Shadow Mask)를 사용하는데 상기 쉐도우 마스크의 브릿지(bridge) 부분은 약 40~50㎛ 정도로 매우 넓어 보조 공통전극(29)의 형성 공 간으로 충분하다.
도 3의 D 부분이 상기 쉐도우 마스크의 브릿지 부분에 대응되는 부분으로, 본 발명은 상기 부분에 보조 공통전극(29)을 형성하는 것이 특징이다.
상기 보조 공통전극(29)은 절연막(30)의 개구부를 통해 상부의 공통전극(메탈 공통전극(37) 및 투명 공통전극(38))과 전기적으로 연결되어 상기 공통전극 쪽으로 흐르는 대부분의 전류가 저항이 낮은 보조 공통전극(29)을 통해 외부로 흐르게 되므로 상기 공통전극의 저항 문제를 해결할 수 있게 된다.
다음에 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 구조를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자는 유리 기판(21)상에 각각 다수개로 형성된 화소전극(28)과 공통전극(메탈 공통전극(37) 및 투명 공통전극(38))이 교차하는 영역에 의해 정의되는 다수개의 화소에 형성되는 유기 발광층(34)과, 상기 유리 기판(21)상에 형성되며 그 드레인 전극이 상기 화소전극(28)에 전기적으로 연결되는 박막트랜지스터(B)와, 상기 화소 이외의 부분에 형성되며 상기 공통전극에 전기적으로 연결되어 상기 공통전극에 흐르는 전류를 외부로 빼내는 보조 공통전극(29)으로 구성된다.
상기 박막트랜지스터(B)는 유리 기판(21)의 일영역상에 형성되어 소오스/드레인 영역(22a)(22b) 및 채널 영역(22c)으로 구성되는 반도체층(22)과, 상기 반도체층(22)을 포함한 유리 기판(21) 전면에 형성되는 게이트 절연막(23)과, 상기 채널 영역(22c) 상부의 게이트 절연막(23)상에 형성되는 게이트 전극(24)으로 구성된 다.
이때, 상기 소오스/드레인 영역(22a)(22b)과 채널 영역(22c)의 경계는 상기 게이트 전극(24)의 양 에지와 얼라인(align)된다.
그리고, 상기 박막트랜지스터(B)상에는 상기 소오스 영역(22a) 및 드레인 영역(22b)을 오픈하는 층간 절연막(25)이 형성되어 있고 상기 층간 절연막(25)의 오픈 부위를 통해 상기 소오스/드레인 영역(22a)(22b)에 전기적으로 접속되는 전극 라인(26)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 층간 절연막(25) 및 전극 라인(26)의 포함한 전면에는 상기 드레인 영역(22b)에 전기적으로 접속된 전극 라인(26)을 오픈하는 평탄화 절연막(27)으로 평탄화되어 있다.
상기 평탄화 절연막(27)상의 화소 부위에는 상기 화소전극(28)이 형성되게 되는데, 화소전극(28)은 상기 평탄화 절연막(27)의 오픈 부위를 통해 박막트랜지스터(B)의 드레인 영역(22b)에 전기적으로 연결되게 된다.
또한, 평탄화 절연막(27)상의 화소 부위 이외의 부분에는 상기 박막트랜지스터(B)의 게이트 전극의 길이 방향에 나란한 스트라이프(Strip) 형태로 상기 보조 공통전극(29)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 화소전극(28)과 보조 공통전극(29) 사이에 화소전극(28)의 일부분과 보조 공통전극(29)의 일부분을 덮는 절연막(30)이 위치한다.
상기 화소전극(28)과 절연막(30)상에는 정공주입층(32), 정공전달층(33)이 차례로 적층되고, 상기 정공전달층(33)상의 화소부위에는 상기 R, G, B 유기발광층(34)(34')(34'')이 형성된다.
그리고, 상기 R, G, B 유기발광층(34)(34')(34'') 및 정공전달층(33)상에는 전자전달층(35), 전자주입층(36)이 적층된다.
그리고, 전면에 메탈 공통전극(37), 투명 공통전극(38) 및 보호층(39)이 적층된다.
이때, 상기 보조 전극(29) 상부에는 절연막(30), 정공주입층(32), 정공전달층(33), 유기 발광층(34), 전자전달층(35), 전자주입층(36) 등이 형성되지 않기 때문에 상기 공통전극은 보조 공통전극(29)에 접촉되게 된다.
이때, 상기 메탈 공통전극(37)을 구성하지 않고, 투명 공통전극(38)을 보조 공통전극(29)에 연결하여 구성하여도 무방하다.
다음에 본 발명에 따른 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조방법에 관해 설명하면 다음과 같다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 따른 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조 공정 단면도이다.
우선, 도 5a에 도시된 바와 같이 유리 기판(21)상에 박막트랜지스터의 활성층으로 사용하기 위해 예를 들어, 다결정실리콘층 등의 반도체층(22)을 형성하고 박막 트랜지스터 예정 영역상에만 남도록 상기 반도체층(22)을 패터닝한다.
그리고, 상기 구조 전면에 게이트 절연층(23)과 게이트 전극용 물질을 차례로 적층한 다음 상기 패터닝된 반도체층(22)의 일영역상에 남도록 상기 게이트 전극용 물질을 패터닝하여 게이트 전극(24)을 형성한다.
이어, 상기 게이트 전극(24)을 마스크로 상기 반도체층(22)에 P, B 등의 불순물을 주입하고 열처리하여 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(22a)(22b)을 형성한다.
그 다음에 전면에 층간절연막(25)을 형성하고 상기 박막 트랜지스터(B)의 소오스/드레인 영역(22a)(22b)의 표면이 노출되도록 상기 층간 절연막(25)과 게이트 절연막(23)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한다.
이어, 상기 콘택홀이 매립되도록 전면에 제 1 금속막을 증착하고, 상기 콘택홀 및 그에 인접한 영역상에만 남도록 상기 제 1 금속막을 선택적으로 제거하여 상기 콘택홀을 통해 소오스/드레인 영역(22a)(22b)에 전기적으로 연결되는 전극 라인(26)을 형성한다.
그리고, 전면에 평탄화 절연막(27)을 형성하여 전면을 평탄화시킨 다음에 상기 드레인 영역(22b)에 연결된 전극 라인(26)의 표면이 노출되도록 상기 평탄화 절연막(27)을 일부 제거한 다음 Cr, Al, Mo, AgAu 등과 같이 반사율과 일함수(work function)값이 높은 제 2 금속막을 형성한다.
이때, 상기 콘택홀 내에도 제 2 금속막이 형성되어 상기 제 2 금속막은 콘택홀 하부의 전극 라인(26)에 연결되게 된다.
이어, 상기 제 2 금속막을 선택적으로 제거하여 화소 영역에는 화소전극(28)을 형성하고 화소 영역 이외의 부분에는 상기 화소전극(28)과 소정 거리를 갖고 이격되게 보조 공통전극(29)을 형성한다.
그 다음, 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 형성한 화소전극(28)과 보조 공통 전극(29) 사이에 화소전극(28)과 보조 공통전극(29)의 일부분이 덮이게 절연막(30)을 형성한다.
이어, 도 5c에 도시된 바와 같이 상기 보조 공통전극(29)의 상부를 막는 쉐도우 마스크(31)를 이용하여 정공주입층(32), 정공전달층(33)을 차례로 적층하여 공통유기막을 형성한다.
도 6은 상기 쉐도우 마스크(31)의 평면 구조를 나타낸 도면으로, 보조 공통전극(29)의 패턴과 동일하게 일방향으로 얼라인된 스트라이프 형상을 갖는다.
이어, 발광 영역을 형성하기 위한 쉐도우 마스크(Shadow mask)(도시하지 않음)를 사용하여 도 5d에 도시된 바와 같이 R, G, B 발광층(34)(34')(34'')을 각각 증착하고, 도 5e에 도시된 바와 같이 상기 쉐도우 마스크(31)를 이용하여 상기 보조 공통전극(29)의 상부를 막은 후에 전자전달층(35), 전자주입층(36) 등의 유기물을 차례로 적층한다.
그 다음 공정으로 도 5f에 도시된 바와 같이 상기 쉐도우 마스크(31)를 제거한 다음 전면에 메탈 공통전극(37)과 투명 공통전극(38)을 적층 형성한다.
그 결과, 공통전극(37)(38)은 상기 보조 공통전극(29)에 전기적으로 연결되게 된다.
상기 메탈 공통전극(37)으로는 알루미늄(Al)을 수 nm 증착한 후 은(Ag)을 수 nm ~ 15nm 정도 증착하여 형성하거나, MgxAg1-x 등의 금속을 수 nm ~ 15nm 증착하여 형성하거나, LiF, Al을 각각 약 0.5nm, 1nm의 두께로 차례로 적층하여 형성한다.
그리고, 투명 공통전극(38)은 ITO, IZO와 같은 투명 전도성 물질을 증착하여 형성한다.
또한, 상기 메탈 공통전극(37)을 형성하지 않고 투명 공통전극(38)이 상기 보조 공통전극(29)과 접촉되게 형성하여도 무방하다.
따라서, 상기 공통전극(37)(38)에 흐르는 대부분의 전류가 저항이 낮은 보조 공통전극(29)을 통해 외부로 흐르게 되며, 이로 인해 공통전극의 저항 문제는 해결되게 된다.
따라서, 상기 메탈 공통전극(37)을 얇게 형성하거나 아예 형성하지 않아도 되기 때문에 투과율이 크게 증가되어 동일한 전류에서 종래 방식에 비해 휘도가 크게 증가된다.
마지막으로, 상기 유기물층(전자 전달층(35), 전자 주입층(36))을 산소나 수분으로부터 보호하기 위하여 보호막(39)을 형성한 다음 도면에는 도시하지 않았지만 봉지재(sealant)와 투명 기판을 사용하여 보호캡을 장착하여 본 발명에 따른 탑-이미션(top-emission) 방식의 액티브 매트릭스 유기 EL 소자를 완성한다.
상기와 같은 본 발명의 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
종래 기술에서 사용되는 메탈 공통전극의 두께는 보통 10~15nm, 심한 경우 약 20nm 정도인데, 이렇게 할 경우 투과율이 매우 낮다. 본 발명에서는 보조 공통전극을 이용하여 메탈 공통전극에 흐르는 전류를 빼내기 메탈 공통전극을 두껍게 형성할 필요가 없으므로 5nm 이하의 매우 얇은 두께로도 디바이스 제작이 가능해 진다. 따라서, 투과율을 크게 증가되어 휘도가 향상되는 효과가 있다.
또한, 투과율 문제로 인해 메탈 공통전극을 얇게 형성할 경우 종래 기술에서는 메탈 공통전극이 지속적으로 많은 양의 전류가 흘러 메탈 공통전극이 열을 받아 단락되거나, 특히 Ag와 같은 경우 Ag 원자의 이동(migration)이 일어나 뭉치는 현상이 발생되는 등의 이유로 장수명의 고신뢰성을 갖는 디바이스의 제작이 어려웠다.
본 발명에서는 보조 공통전극을 이용하여 메탈 공통전극의 전류를 빼내기 때문에 메탈 공통전극이 단락되거나 Ag 원자 이동으로 인한 뭉침 현상을 방지할 수 있어 장수명의 고신뢰성을 갖는 디바이스 제작이 가능해진다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허청구범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (9)

  1. 다수개의 화소전극 및 공통전극과;
    상기 화소전극 및 공통전극 사이에 형성되는 유기 발광층과;
    상기 화소전극과 동일 레이어상의 화소 영역 이외의 부분에 형성되어 상측면이 상기 공통전극에 전기적으로 연결되며, 상기 화소전극과는 절연막에 의하여 격리되는 보조 공통전극과;
    상기 공통전극 위에 형성되는 보호막을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 절연막은 상기 화소전극의 단부 및 보조 공통전극의 단부를 덮는 격벽형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 공통전극은 반사율과 일함수(work function)값이 높은 금속막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자.
  4. 유리 기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
    전면에 상기 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역을 노출하는 콘택홀을 갖는 절연막을 형성하는 단계;
    상기 콘택홀에 전극라인을 형성하는 단계;
    상기 드레인 영역에 연결된 전극라인을 오픈하는 평탄화 절연막을 형성하는 단계;
    화소 영역에는 상기 평탄화 절연막의 오픈 부위를 통해 상기 전극라인에 연결되는 화소전극을 형성하고 동시에 화소 영역 이외의 부분에 보조 공통전극을 형성하는 단계;
    상기 화소전극과 보조 공통전극 사이에 절연막을 형성하는 단계;
    상기 보조 공통전극의 상부를 마스킹하는 쉐도우 마스크를 이용하여 유기공통막을 형성하는 단계;
    화소 영역에 유기 발광층을 형성하는 단계;
    상기 쉐도우 마스크를 이용하여 유기물층을 형성하는 단계;
    전면에 상기 보조 공통전극에 전기적으로 연결되는 공통전극을 형성하는 단계;
    상기 공통전극 위에 보호막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 공통전극을 형성하는 단계는
    메탈 공통전극과 투명 공통전극을 적층 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 공통전극을 형성하는 단계는
    투명 공통전극을 형성하는 단계임을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 보호막을 형성하는 단계 이후에
    보호캡을 장착하는 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조방법.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 화소전극과 보조 공통전극을 형성하는 단계는
    전면에 금속막을 형성하고 상기 금속막을 패터닝하여 화소 영역에는 상기 평탄화 절연막의 오픈부위를 통해 전극 라인에 연결되는 화소 전극을 형성하고 화소 영역 이외의 부분에는 보조 공통전극을 형성하는 단계임을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 금속막은 반사율과 일함수 값이 높은 금속으로 형성하는 것을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조방법.
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