KR100557729B1 - The organic electro-luminescence device and method for fabricating of the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로 특히, 양면 발광형 유기전계 발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device, and more particularly, to a double-sided light emitting organic light emitting device.
본 발명에 따른 양면 발광형 유기전계 발광소자는 음극 전극(cathode electrode)을 중심으로 상하에 각각 유기발광층과 양극 전극(anode electrode)을 구성하는 것을 특징으로 한다.The double-sided light emitting organic light emitting device according to the present invention is characterized in that the organic light emitting layer and the anode electrode (top and bottom) are formed around the cathode electrode (cathode electrode), respectively.
이와 같이 하면, 종래에서처럼 발광층을 하나만 사용하여 양면발광을 구현하는 구조와 비교하여, 많은 양의 전류가 인가되어도 상하에 구성한 발광층에 분산되므로 발광층의 열화가 가속되는 문제는 발생하지 않는다.In this way, compared with the structure of implementing double-sided light emission using only one light emitting layer as in the prior art, even if a large amount of current is applied, it is dispersed in the light emitting layers formed up and down, so that the problem of deterioration of the light emitting layer does not occur.
더욱이 본 발명에서는, 상기 양면 발광형 구조의 발광부와 박막트랜지스터 어레이부를 별도의 기판에 구성하고 이를 합착하여 형성한 듀얼플레이트 구조의 양면 발광소자를 제안한다.Furthermore, the present invention proposes a dual-plate light emitting device having a dual plate structure in which the light emitting part and the thin film transistor array part of the double-sided light emitting structure are formed on separate substrates and formed by bonding them.
Description
도 1은 종래의 제 1 예에 따른 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a passive matrix organic light emitting device according to a first example of the related art.
도 2는 종래에 따른 양면 발광형 유기전계 발광소자의 구성을 도시한 단면도이고,2 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional double-sided emission type organic light emitting device,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 양면 발광형 유기전계 발광소자의 구성을 도시한 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing the configuration of a double-sided emission type organic light emitting device according to the first embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 양면 발광형 유기전계 발광소자의 구성을 도시한 확대 평면도이고,4 is an enlarged plan view showing the configuration of a double-sided light emitting organic light emitting device according to the present invention;
도 5 본 발명에 따른 양면 발광형 유기전계 발광소자의 한 화소에 해당하는 박막트랜지스터 어레이부의 구성을 도시한 확대 평면도이고,5 is an enlarged plan view illustrating a structure of a thin film transistor array unit corresponding to one pixel of the double-sided light emitting organic light emitting diode according to the present invention;
도 6a와 도 6b는 각각 도 5의 Ⅳ-Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 단면도이고,6A and 6B are cross-sectional views taken along lines IV-IV and V-V of FIG. 5, respectively.
도 7은 본 발명에 따른 양면 발광형 유기 발광부의 형성공정을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,7 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a double-sided light emitting organic light emitting part according to the present invention in a process sequence;
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 듀얼플레이트 구조의 유기전계 발광소 자의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of an organic light emitting device having a dual plate structure according to a second embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
100 : 기판 130 : 전원 배선100: substrate 130: power wiring
136 : 제 1 양극 전극 138 : 제 1 발광층136: first anode electrode 138: first light emitting layer
140 : 음극 전극 142 : 제 2 발광층140
144 : 제 2 양극 전극144: second anode electrode
본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로 특히, 양면 발광형 유기전계 발광소자의 구성 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device, and more particularly, to a constitution and a method of manufacturing the double-sided light emitting organic light emitting device.
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.In general, organic light emitting diodes inject electrons and holes into the light emitting layer from the electron injection electrodes and the hole injection electrodes, respectively, to inject the injected electrons. ) Is a device that emits light when the exciton, which is a combination of holes and holes, drops from the excited state to the ground state.
이러한 원리로 인해, 종래의 박막 액정표시소자와는 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 소자의 부피와 무게를 줄일 수 있는 장점이 있다.Due to this principle, unlike the conventional thin film liquid crystal display device, since a separate light source is not required, the volume and weight of the device can be reduced.
또한, 유기전계 발광소자는 고품위 패널특성(저전력, 고휘도, 고반응속도, 저중량)을 나타낸다. 이러한 특성 때문에 OLED는 이동통신 단말기, CNS, PDA, Camcorder, Palm PC등 대부분의 consumer전자 응용제품에 사용될 수 있는 강력한 차세대 디스플레이로 여겨지고 있다.In addition, the organic EL device exhibits high quality panel characteristics (low power, high brightness, high reaction rate, low weight). Due to these characteristics, OLED is considered to be a powerful next generation display that can be used in most consumer electronic applications such as mobile communication terminal, CNS, PDA, Camcorder, Palm PC.
또한 제조 공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 LCD보다 많이 줄일 수 있는 장점이 있다.In addition, since the manufacturing process is simple, there is an advantage that can reduce the production cost more than conventional LCD.
이러한 유기전계 발광소자를 구동하는 방식은 수동 매트릭스형(passive matrix type)과 능동 매트릭스형(active matrix type)으로 나눌 수 있다.The method of driving the organic light emitting diode can be classified into a passive matrix type and an active matrix type.
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.The passive matrix type organic light emitting device has a simple structure and a simple manufacturing method. However, the passive matrix type organic light emitting device has a high power consumption and a large area of the display device, and the opening ratio decreases as the number of wirings increases.
반면, 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자는 높은 발광효율과 고 화질을 제공할 수 있는 장점이 있다.On the other hand, an active matrix organic light emitting diode has an advantage of providing high luminous efficiency and high image quality.
이하, 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the active matrix organic light emitting device will be described schematically.
도 1은 종래의 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a configuration of a conventional active matrix organic light emitting device.
도시한 바와 같이, 유기전계 발광소자(30)는 투명한 제 1 기판(32)의 상부에 박막트랜지스터(T)어레이부(34)와, 상기 박막트랜지스터 어레이부(34)의 상부에 제 1 전극(anode electrode)(36)과 유기 발광층(38)과 제 2 전극(cathode electrode)(40)이 구성된다.As illustrated, the organic
이때, 상기 발광층(38)은 적(R),녹(G),청(B)의 컬러를 표현하게 되는데, 일 반적인 방법으로는 상기 각 화소(P)마다 적,녹,청색을 발광하는 별도의 유기물질을 패턴하여 사용한다.In this case, the
상기 제 1 기판(32)이 흡습제(41)가 부착된 제 2 기판(48)과 실런트(47)를 통해 합착됨으로써 캡슐화된 유기전계 발광소자(30)가 완성된다.The
이때, 상기 흡습제(41)는 캡슐내부에 침투할 수 있는 수분과 산소를 제거하기 위한 것이며, 기판(48)의 일부를 식각하고 식각된 부분에 흡습제(41)를 채우고 테이프(45)로 고정한다. At this time, the moisture absorbent 41 is for removing moisture and oxygen that can penetrate into the capsule, and a part of the
전술한 구성에서 상기 제 1 전극(36)은 양극 전극(anode electrode)이고, 상기 제 2 전극(40)은 음극 전극(cathode electrode)이다.In the above configuration, the
일반적으로, 양극 전극은 일 함수(work function)가 높은 도전성 금속을 사용하며 이러한 금속으로는 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 들 수 있고, 상기 음극 전극으로는 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg)과 같이 일함수(work function)가 낮은 불투명한 도전성 금속을 사용하게 된다.In general, the anode electrode uses a conductive metal having a high work function, and the metal may include indium tin oxide (ITO), and the cathode electrode may be calcium (Ca) or aluminum (Al). In this case, an opaque conductive metal having a low work function such as magnesium (Mg) is used.
따라서, 전술한 구성은 유기 발광층(38)에서 발광한 빛이 하부 박막트랜지스터 어레부(34)의 방향으로 나오기 때문에 하부 발광식이라 한다.Therefore, the above-described configuration is referred to as a bottom emission type because the light emitted from the organic
근래에는, 하부 발광식 보다는 상부 발광식 구조의 유기전계 발광소자에 대해 연구가 진행되고 있으며 더 나아가 양면 발광식 유기전계 발광소자에 관한 연구가 진행되고 있다.In recent years, researches have been conducted on the organic light emitting diodes having the top emitting structure rather than the bottom emitting type, and further, studies on the double-sided organic light emitting diodes have been conducted.
도 2는 종래에 따른 양면 발광식 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a conventional double-sided light emitting organic light emitting device.
도시한 바와 같이, 양면 발광식 유기전계 발광소자(50)는 투명한 제 1 기판(32)의 상부에 박막트랜지스터(T)어레이부(34)와, 상기 박막트랜지스터 어레이부(34)의 상부에 제 1 전극(anode electrode)(36)과 유기 발광층(38)과 제 2 전극(cathode electrode)(40)이 구성된다.As illustrated, the double-sided organic
이때, 상기 발광층(38)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.In this case, the
전술한 구성에서 상기 제 1 전극(36)은 양극 전극(anode electrode)이고, 상기 제 2 전극(40)은 음극 전극(cathode electrode)이다.In the above configuration, the
일반적으로, 양극 전극은 일 함수(work function)가 높은 도전성 금속을 사용하며 이러한 금속으로는 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 들 수 있고, 상기 음극 적극으로는 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg)과 같이 일함수(work function)가 낮은 불투명한 도전성 금속을 사용하게 된다.In general, the anode electrode uses a conductive metal having a high work function, and the metal may include indium tin oxide (ITO), and the cathode may be calcium (Ca) or aluminum (Al). In this case, an opaque conductive metal having a low work function such as magnesium (Mg) is used.
따라서, 양면 발광식으로 사용하기 위해서는 상기 제 2 전극(40)을 형성할 때, 빛이 투과될 정도의 얇은 두께로 형성하는 것이 일반적이다.Therefore, in order to use the double-sided light emission type, when the
상기 제 2 전극(40)을 형성한 기판(32)의 전면에 투명 보호막(45)을 형성한다.A transparent
그런데, 전술한 바와 같이 구성된 양면 발광형 유기전계 발광소자는 실제로 빛의 휘도를 양쪽으로 나누는 구조이다.By the way, the double-sided organic light emitting device configured as described above is actually a structure that divides the brightness of light into both.
이러한 구조는 하나의 방향으로만 발광하는 경우와 동일한 휘도를 양쪽으로 내야 하기 때문에 예를 들어 한방향으로의 빛의 밝기 200nit 정도가 필요하였다면 종래의 양면 발광형은 400nit의 휘도를 내야 한다.Since the structure has to emit the same luminance in both directions as in the case of emitting only one direction, for example, if the brightness of about 200 nits of light in one direction is required, the conventional double-sided emission type must emit 400 nits of luminance.
그러므로, 양면 발광형으로 사용하기 위해서는 발광물질에 인가되는 전류의 양을 2배 가까이 늘려야 하는데 이럴 경우, 결국 발광소자의 수명 또한 줄어들게 되는 것을 당연하다.Therefore, in order to use the double-sided light emission type, the amount of current applied to the light emitting material should be increased by almost twice. In this case, the lifespan of the light emitting device is also reduced.
따라서, 유기전계 발광소자에서 가장 문제로 지적되고 있는 수명이 더욱 감소되므로 제품으로서 제작하는데 문제가 있다.Therefore, there is a problem in manufacturing as a product since the life, which is pointed out as a problem in the organic light emitting device, is further reduced.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 목적으로 제안된 것으로, 본 발명에 따른 양면 발광형 유기전계 발광소자는 음극 전극을 중심으로 상하에 유기발광층과 양극 전극을 각각 구성하는 것을 특징으로 한다.The present invention has been proposed for the purpose of solving the above-mentioned problem, the double-sided light emitting organic light emitting device according to the present invention is characterized in that the organic light emitting layer and the anode electrode are configured respectively up and down around the cathode electrode.
이와 같은 경우에는, 양면에 유기 발광층을 별도로 구성하였기 때문에 전류량이 종래 보다 두 배 많아진다 하여도 양측의 유기발광층으로 분산된다. 따라서, 발광층의 수명이 저하 되는 것을 방지할 수 있다.
In such a case, since the organic light emitting layers are separately formed on both surfaces, the organic light emitting layers are dispersed in the organic light emitting layers on both sides even if the amount of current is twice as large as before. Therefore, the lifetime of a light emitting layer can be prevented from falling.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 특징에 따른 유기전계 발광소자는 다수의 화소 영역이 정의된 기판과; 상기 기판의 일면에, 화소 영역의 일측과 이와 수직한 타측 대응하여 구성된 게이트 배선과 데이터 배선과; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성되고, 각각 게이트 전극과 액티브층과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 스위칭 소자와 이에 연결된 구동소자와; 상기 구동소자의 드레인 전극과 접촉한 제 1 양극 전극과; 상기 제 1 양극 전극의 상부에 구성된 제 1 발광층과; 상기 제 1 발광층의 상부에 구성된 음극 전극과; 상기 음극 전극의 상부에 구성된 제 2 발광층과; 상기 제 2 발광층의 상부에 구성되고 상기 제 1 양극 전극과 접촉하는 제 2 양극전극을 포함한다.An organic light emitting display device according to a first aspect of the present invention for achieving the above object includes a substrate having a plurality of pixel regions defined; A gate wiring and a data wiring formed on one surface of the substrate corresponding to one side of the pixel region and the other side perpendicular thereto; A switching element composed of a gate electrode, an active layer, a source electrode and a drain electrode, and a driving element connected to the gate line and the data line, respectively; A first anode electrode in contact with the drain electrode of the driving element; A first light emitting layer formed on the first anode electrode; A cathode electrode formed on the first light emitting layer; A second light emitting layer formed on the cathode electrode; And a second anode electrode disposed on the second emission layer and in contact with the first anode electrode.
상기 스위칭 소자의 소스 전극은 상기 데이터 배선과 연결되고 드레인 전극은 상기 구동소자의 게이트 전극과 연결되어 구성되며, 상기 구동소자의 소스 전극에 연결된 전원 배선이 더욱 구성된다.The source electrode of the switching element is connected to the data line, the drain electrode is configured to be connected to the gate electrode of the driving element, and the power line is further connected to the source electrode of the driving element.
상기 제 1 및 제 2 발광층과 음극 전극 사이에는 전자 수송층이 더욱 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 발광층과 상기 제 1 및 제 2 양극전극 사이에는 홀 수송층이 더욱 구성된다.An electron transport layer is further configured between the first and second light emitting layers and the cathode electrode, and a hole transport layer is further configured between the first and second light emitting layers and the first and second anode electrodes.
상기 음극 전극은 상기 제 1 및 제 2 발광층 보다 작은 폭으로 구성하는 것을 특징으로 하며, 상기 음극 전극은 일 방향으로 이웃한 다수의 화소 영역에 일 방향으로 구성되며, 이러한 다수개의 음극 전극은 기판의 주변에서 하나로 연결되어 구성된다.The cathode electrode may be configured to have a smaller width than the first and second light emitting layers, and the cathode electrode may be configured in one direction in a plurality of pixel regions adjacent to one direction, and the plurality of cathode electrodes may be formed on the substrate. It is composed of one connected around.
상기 양극 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 같은 일함수(work function)가 큰 물질그룹 중 선택하여 형성하고, 상기 음극 전극은 알루미늄(Al)과 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg),리튬플루오린/알루미늄(LIF/Al)의 이중 금속을 포함하는 일 함수가 작은 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나로 형성한다.The anode electrode is formed by selecting a material group having a large work function such as indium tin oxide (ITO), and the cathode electrode is made of aluminum (Al), calcium (Ca), magnesium (Mg), and lithium. A work function comprising a double metal of fluorine / aluminum (LIF / Al) forms as one of the small group of conductive metals.
본 발명의 제 1 특징에 따른 양면 발광형 유기전계 발광소자의 제조방법은 기판 상에 다수의 화소 영역을 정의하는 단계와; 상기 기판의 일면에, 화소 영역의 일측과 이와 수직한 타측 대응하여 게이트 배선과 데이터 배선을 형성하는 단계와;A method of manufacturing a double-sided light emitting organic light emitting device according to a first aspect of the present invention includes the steps of defining a plurality of pixel regions on a substrate; Forming a gate line and a data line on one surface of the substrate in correspondence with one side of the pixel area and the other side perpendicular thereto;
상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성되고, 각각 게이트 전극과 액티브층과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 스위칭 소자와 이에 연결된 구동소자를 형성하는 단계와; 상기 구동소자의 드레인 전극과 접촉한 제 1 양극 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 양극 전극의 상부에 구성된 제 1 발광층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 발광층의 상부에 구성된 음극 전극을 형성하는 단계와; 상기 음극 전극의 상부에 구성된 제 2 발광층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 발광층의 상부에 구성되고 상기 제 1 양극 전극과 접촉하는 제 2 양극전극을 형성하는 단계를 포함한다.Forming a switching element composed of a gate electrode, an active layer, a source electrode and a drain electrode, and a driving element connected to the gate line and the data line, respectively; Forming a first anode electrode in contact with the drain electrode of the driving device; Forming a first light emitting layer formed on the first anode electrode; Forming a cathode electrode formed on the first light emitting layer; Forming a second light emitting layer formed on the cathode; And forming a second anode electrode formed on the second emission layer and in contact with the first anode electrode.
본 발명의 제 2 특징에 따른 양면 발광형 유기전계 발광소자는 다수의 화소 영역이 정의된 제 1 기판과 제 2 기판과; 상기 제 1 기판의 마주보는 일면에, 상기 화소 영역의 일측과 이와 수직한 타측 대응하여 구성된 게이트 배선과 데이터 배선과; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성되고, 각각 게이트 전극과 액티브층과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 스위칭 소자와 이에 연결된 구동소자와; 상기 제 2 기판의 마주 보는 일면에 구성된 제 1 양극 전극과; 상기 제 1 양극 전극의 상부에 구성된 제 1 발광층과; 상기 제 1 발광층의 상부에 구성된 음극 전극과; 상기 음극 전극의 상부에 구성된 제 2 발광층과; 상기 제 2 발광층의 상부에 구성되고 상기 제 1 양극 전극 및 상기 구동소자의 드레인 전극과 연결된 제 2 양극전극을 포함한다.A double-sided light emitting organic light emitting diode according to a second aspect of the present invention includes a first substrate and a second substrate having a plurality of pixel regions defined therein; A gate line and a data line formed on one surface of the first substrate facing one side of the pixel area and the other side perpendicular to the pixel area; A switching element composed of a gate electrode, an active layer, a source electrode and a drain electrode, and a driving element connected to the gate line and the data line, respectively; A first anode electrode formed on one surface of the second substrate facing each other; A first light emitting layer formed on the first anode electrode; A cathode electrode formed on the first light emitting layer; A second light emitting layer formed on the cathode electrode; And a second anode electrode formed on the second emission layer and connected to the first anode electrode and the drain electrode of the driving device.
본 발명의 제 2 특징에 따른 유기전계 발광소자 제조방법은 제 1 및 제 2 기판에 다수의 화소 영역을 정의하는 단계와; 상기 제 1 기판의 마주보는 일면에, 상기 화소 영역의 일측과 이와 수직한 타측 대응하여 구성된 게이트 배선과 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성되고, 각각 게이트 전극과 액티브층과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 스위칭 소자와 이에 연결된 구동소자를 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판의 마주 보는 일면에 구성된 제 1 양극 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 양극 전극의 상부에 제 1 발광층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 발광층의 상부에 음극 전극을 형성하는 단계와; 상기 음극 전극의 상부에 제 2 발광층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 발광층의 상부에 위치하고, 상기 제 1 양극 전극 및 상기 구동소자의 드레인 전극과 연결된 제 2 양극전극을 형성하는 단계를 포함한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an organic light emitting display device, the method comprising: defining a plurality of pixel areas on a first substrate and a second substrate; Forming a gate line and a data line on one surface of the first substrate facing one side of the pixel area and the other side perpendicular to the pixel area; Forming a switching element composed of a gate electrode, an active layer, a source electrode and a drain electrode, and a driving element connected to the gate line and the data line, respectively; Forming a first anode electrode formed on an opposite surface of the second substrate; Forming a first light emitting layer on the first anode electrode; Forming a cathode electrode on the first light emitting layer; Forming a second light emitting layer on the cathode; And forming a second anode electrode disposed on the second emission layer and connected to the first anode electrode and the drain electrode of the driving device.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
-- 제 1 실시예 -- First Embodiment
본 발명의 제 1 실시예의 특징은 음극 전극(cathode electrode)을 중심으로 상하에 유기 발광층과 양극 전극(anode electrode)을 각각 구성하는 것을 특징으로 한다.A feature of the first embodiment of the present invention is characterized in that the organic light emitting layer and the anode electrode are respectively formed above and below the cathode electrode.
도 3은 본 발명에 따른 양면 발광형 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a double-sided light emitting organic light emitting device according to the present invention.
도시한 바와 같이, 기판(100)상에 다수의 화소 영역(P)을 정의하고, 각 화소 영역(P)마다 구동 소자(TD)와 스위칭 소자(TS)를 포함한 박막트랜지스터 어레이부(AL)를 구성한다.As shown, a thin film transistor array unit AL including a plurality of pixel regions P on the
상기 박막트랜지스터 어레이부(102)의 상부에는 유기 발광부(EL)를 구성하게 되는데, 상기 유기 발광부(EL)는 상기 구동소자(TD)와 연결된 제 1 양극 전극(136)과, 상기 제 1 양극 전극(136)상부의 제 1 유기 발광층(138)과, 상기 제 1 유기 발광층(136) 상부의 음극 전극(140)과, 상기 음극 전극(140)상부의 제 2 유기 발광층(142)과, 상기 제 2 유기 발광층(142)의 상부에는 제 2 양극전극(144)을 구성한다.An organic light emitting unit EL is formed on the thin film
이때, 상기 제 1 양극 전극(136)과 제 2 양극 전극(144)은 상하로 접촉(F)하여 동일한 신호가 흐르도록 하고, 상기 음극 전극(140)은 기판(100)의 외곽에서 모두 연결되도록 구성한다. In this case, the first
또한, 상기 음극 전극(140)은 상하의 제 1 및 제 2 양극 전극(136,144)과 측면 접촉하지 않도록 제 1 및 제 2 유기발광층(138,142)에 비해 작은 폭으로 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the
전술한 바와 같이 유기 발광부(EL)를 구성한 후 이를 보호할 수 있는 투명한 보호막(180)을 기판(100)의 전면에 구성한다.As described above, after forming the organic light emitting part EL, a transparent
전술한 단면 구성을 좀더 이해하기 쉽도록 이하, 평면도를 참조하여 설명한다.The cross-sectional configuration described above will be described below with reference to a plan view for easier understanding.
도 4는 본 발명에 따른 양면 발광형 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.(도면의 간략화를 위해 스위칭 소자 및 구동소자를 생략함.)Figure 4 is a plan view schematically showing the configuration of a double-sided light emitting organic light emitting device according to the present invention. (Switching elements and driving elements are omitted for simplicity of the drawings.)
도시한 바와 같이, 기판(100)상에 가로 방향으로 게이트 배선(GL)을 구성하고, 세로 방향으로 데이터 배선(DL)과 이와 이격된 전원 배선(130)을 형성한다.As illustrated, the gate line GL is formed in the horizontal direction on the
상기 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)과 전원배선(130)이 수직하게 교차하여 다수의 화소 영역(P)을 정의한다.The gate lines GL, the data lines DL, and the
상기 화소 영역(P)에는 음극 전극(140)과, 음극 전극(140)의 하부에는 제 1 발광층(138)과 제 1 양극 전극(136)을 순차 구성하고, 상기 음극 전극(140)의 상부에는 제 2 유기 발광층(142)과 제 2 양극 전극(144)을 순차 구성한다.A
이때, 상기 상하의 제 1 및 제 2 양극 전극(136,144)은 화소 영역(P)의 일측에서 콘택홀(CH)을 통해 서로 접촉하여 구성하며, 이러한 제 1 및 제 2 양극 전극(136,144)은 각 화소영역(P)마다 독립적으로 구성한다.In this case, the upper and lower first and
상기 음극전극(140)은 기판(100)의 전면에 동일한 신호가 인가되며, 편의상 일 방향으로 이웃한 화소 영역(P)에 공통으로 형성한 다수개의 음극전극(140)을 기판의 외곽에서 하나로 묶어 형성한다.The
상기 제 1 및 제 2 발광층(138,142) 또한 화소 영역(P)마다 독립적으로 패턴하여 형성한다.The first and second
이하, 도 5와 도 6을 참조하여, 전술한 유기 전계 발광부의 하부에 구성하는 박막트랜지스터 어레이부의 평면 구성 및 단면 구성을 설명한다.5 and 6, a planar configuration and a cross-sectional configuration of a thin film transistor array unit configured under the organic electroluminescent unit described above will be described.
(비정질 박막트랜지스터를 구동 소자 및 스위칭 소자로 사용한 예를 설명한다.)(Examples using amorphous thin film transistors as driving elements and switching elements will be described.)
도 5는 본 발명의 유기전계 발광소자의 한 화소에 해당하는 박막트랜지스터 어레이부를 도시한 평면도이고, 도 6a와 도 6b는 도 5의 Ⅳ-Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 단면도이다.FIG. 5 is a plan view illustrating a thin film transistor array unit corresponding to one pixel of the organic light emitting diode of the present invention, and FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views taken along line IV-IV and V-V of FIG. 5.
도시한 바와 같이, 기판(100)상에 화소 영역(P)과 화소 영역(P)의 일측에 스위칭 영역(S)과 구동 영역(D)과 화소 영역(P)을 정의한다.As illustrated, the switching region S, the driving region D, and the pixel region P are defined on one side of the pixel region P and the pixel region P on the
상기 화소 영역(P)의 일측을 따라 게이트 배선(GL)을 구성하고, 게이트 배선(GL)과 수직한 방향에 데이터 배선(DL)을 구성한다. A gate line GL is formed along one side of the pixel region P, and a data line DL is formed in a direction perpendicular to the gate line GL.
상기 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)의 교차지점의 스위칭 영역(S)과 구동 영역(D)에는 게이트 전극(102,104)과 액티브층(110,114)과 소스 전극(118,122)과 드레인 전극(120,124)을 포함하는 스위칭 소자(TS)와 구동 소자(TD)를 형성한다.
상기 스위칭 소자(TS)의 소스 전극(118)은 데이터 배선(DL)과 연결하고 드레인 전극(120)은 구동소자(TD)의 게이트 전극(104)과 연결하여 형성한다. The source electrode 118 of the switching element T S is connected to the data line DL and the
상기 데이터 배선(DL)과 평행하게 이격하여 전원 배선(130)을 구성하며, 상기 전원 배선(130)은 구동 소자(TD)의 소스 전극(122)과 연결하고, 구동 소자(TD)의 드레인 전극(124)은 유기 발광부의 제 1 전극(136,양극 전극)과 연결하도록 구성한다.And configuring the
이하, 공정 단면도를 참조하여, 전술한 박막트랜지스터 어레이부의 상부에 형성하는 유기발광부의 제조공정을 설명한다.Hereinafter, the manufacturing process of the organic light emitting part formed on the above-mentioned thin film transistor array part is demonstrated with reference to process sectional drawing.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 양면 발광 유기발광 소자의 발광부의 제 조방법을 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.7A to 7C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting unit of a double-sided light emitting organic light emitting diode according to the present invention in a process sequence.
도 7a에 도시한 바와 같이 화소 영역(P)이 정의된 기판(100)상에, 앞서 구동소자의 드레인 전극과 접촉하는 제 1 양극 전극(136)을 형성한다.As shown in FIG. 7A, a
상기 제 1 양극 전극(136)의 상부에 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 절연층을 형성하고 패턴하여 상기 화소 영역(P)의 경계에 대응하여 상기 제 1 양극 전극(136)의 일측을 덮는 버퍼층(BF)을 형성한다.One selected from the group of inorganic insulating materials including silicon nitride (SiN X ) and silicon oxide (SiO 2 ) is deposited on the
다음으로, 상기 노출된 제 1 양극 전극(136)의 상부에 제 1 발광층(138)을 형성한다.Next, a
상기 제 1 발광층(138)은 단층 또는 다층으로 구성할 수 있으며, 다층으로 구성할 경우에는 상기 제 1 양극 전극(136)과 발광층(138a) 사이에 홀수송층(138b,HTL)을 더욱 구성하고, 상기 발광층(138a)의 상부에 전자 수송층(138c,ETL)을 더욱 구성한다.The first
상기 홀 수송층(138b)과 전자 수송층(138c)을 더욱 구성하게 되면, 발광층으로 홀과 전자의 이동이 쉽도록 한다.When the
전술한 구성에서, 상기 제 1 발광층(138)은 상기 제 1 양극 전극(136)의 일측에 이격거리(K)를 두고 형성한다.In the above-described configuration, the first
도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 발광층(138)의 상부에 이보다 작은 폭으로 음극 전극(140, cathode electrode)을 형성한다.As shown in FIG. 7B, a
상기 음극 전극(140)은 전자 주입 전극으로, 알루미늄(Al)과 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg)중 선택된 하나로 형성하거나 리튬플루오린/알루미늄(LIF/Al)의 이중 금속층으로 형성한다.The
다음으로, 상기 음극 전극(140)의 상부에 앞서 제 1 발광층(138)과 같은 단층 또는 다층의 제 2 유기 발광층(142)을 형성한다.Next, a second organic
다음으로, 상기 제 1 전극(136)의 일측을 노출하는 콘택홀(CH)을 형성한다.Next, a contact hole CH exposing one side of the
도 7c에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 유기 발광층(142)의 상부에 제 2 전극 양극전극(144)을 형성한다. 상기 제 2 양극 전극(144)은 노출된 제 1 양극 전극(144)과 접촉하도록 구성한다.As shown in FIG. 7C, a second
전술한 구성에서, 상기 음극 전극(140)은 상기 제 1 및 제 2 발광층(138,142)보다 작은 폭으로 구성하였기 때문에, 상기 제 2 양극 전극(144)과는 측면접촉하지 않도록 구성될 수 있다.In the above-described configuration, since the
전술한 바와 같은 구성의 유기 발광부는 음극 전극(140)을 중심으로 상하에 제 1 발광층(138)과 제 1 양극 전극(136)과 제 2 발광층(142)과 제 2 양극 전극(144)이 각각 구성되었기 때문에, 양면 발광이 가능할 뿐 아니라 휘도를 위해 많은 양의 전류가 흐르더라도 양측의 제 1 및 제 2 발광층(138,142)으로 분산되므로 과도한 전류에 의한 발광층의 수면 단축을 방지할 수 있다.The organic light emitting part having the above-described configuration includes the first
이때, 상기 양극 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 같은 일함수(work function)가 큰 물질그룹 중 선택하여 형성하고, 상기 음극 전극은 알루미늄(Al)과 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg),리튬플루오린/알루미늄(LIF/Al)의 이중 금속을 포함하는 일 함수가 작은 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나로 형성한다.In this case, the anode electrode is formed by selecting a material group having a large work function such as indium tin oxide (ITO), and the cathode electrode is made of aluminum (Al), calcium (Ca), and magnesium (Mg). The work function comprising a double metal of lithium fluorine / aluminum (LIF / Al) is formed into one selected from the group of small conductive metals.
이하, 제 2 실시예를 본 발명에 따른유기 발광부와 박막트랜지스터 어레이부를 별도의 기판에 구성한 유기전계 발광 소자를 제안한다.Hereinafter, an organic light emitting device in which the organic light emitting unit and the thin film transistor array unit according to the present invention are configured on a separate substrate will be described.
-- 제 2 실시예---Second Example-
본 발명의 제 2 실시예는 양면 발광형 유기전계 발광소자의 유기 발광부와 박막트랜지스터 어레이부를 별도의 기판에 제작하여 합착한 듀얼플레이트 구조 유기전계 발광소자를 제안한다.A second embodiment of the present invention proposes a dual plate structure organic light emitting device in which an organic light emitting unit and a thin film transistor array unit of a double-sided light emitting organic light emitting device are fabricated and bonded to separate substrates.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 듀얼플레이트 구조 유기전계 발광소자의 구성을 도시한 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a dual plate structure organic light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 양면 발광형 듀얼플레이트(dual plate) 구조 유기전계 발광소자(199)는 별도의 제 1 기판(200)과 제 2 기판(300)에 각각 박막트랜지스터 어레이부(AL)와 유기 발광부(EL)를 구성하고 이를 실런트(400)를 통해 합착하여 구성한다.As shown, the double-sided light emitting dual plate structure organic
이때, 상기 제 1 기판(200)과 제 2 기판(300)을 다수의 화소 영역(P)으로 정의하고, 상기 제 1 기판(200)의 화소 영역(P)에는 앞서 설명한 구동 소자(TD)와 스위칭 소자(TD)를 포함한 박막트랜지스터 어레이부(AL)를 형성한다.In this case, the
상기 제 2 기판(300)의 일면에는 제 1 양극 전극(300)과, 제 1 양극 전극(300)의 상부에 제 1 발광층(304)과 제 1 발광층(304)의 상부에는 음극 전극(306)과, 음극 전극(306)의 상부에는 제 2 양극 전극(310)을 형성한다.The
이때, 상기 제 1 및 제 2 양극 전극(302,310)을 서로 접촉하도록 구성하며 이 두 전극(302,310)은 화소 영역(P)마다 독립적으로 패턴하여 형성한다.In this case, the first and
상기 양극 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 같은 일함수(work function)가 큰 물질그룹 중 선택하여 형성하고, 상기 음극 전극은 알루미늄(Al)과 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg),리튬플루오린/알루미늄(LIF/Al)의 이중 금속을 포함하는 일 함수가 작은 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나로 형성한다.The anode electrode is formed by selecting a material group having a large work function such as indium tin oxide (ITO), and the cathode electrode is made of aluminum (Al), calcium (Ca), magnesium (Mg), and lithium. A work function comprising a double metal of fluorine / aluminum (LIF / Al) forms as one of the small group of conductive metals.
전술한 구성에서, 상기 제 2 양극 전극(310)과 박막트랜지스터의 어레이부의 구동소자가 접촉하며, 두 기판(200,300)의 갭을 고려하여 상기 제 2 양극 전극(310)과 구동 소자(TD)를 동시에 연결하는 연결전극(500)을 더욱 형성한다.In the above-described configuration, the
전술한 양면 발광형 듀얼플레이트 구조의 유기전계 발광소자는 박막트랜지스터 어레이부와 발광부를 별도로 구성하기 때문에, 어느 한 기판에 불량이 발생할 경우 불량난 부분만을 버리면 되며 불량률 또한 매우 낮은 장점이 있다.Since the organic light emitting diode of the double-sided light emitting dual plate structure includes a thin film transistor array unit and a light emitting unit separately, when a defect occurs in any one substrate, only the defective portion is discarded and the defective rate is also very low.
본 발명에 따른 유기전계 발광소자는 아래와 같은 효과가 있다.The organic light emitting device according to the present invention has the following effects.
첫째, 음극 전극(cathode electrode)을 중심으로 상부와 하부에 각각 유기 발광층과 양극 전극(anode electrode)을 구성하였기 때문에, 휘도를 위해 많은 양의 전류가 입력되어도, 양측 발광층에 분산되기 때문에 발광층의 수명이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.First, since the organic light emitting layer and the anode electrode are respectively formed at the top and the bottom of the cathode electrode, respectively, even though a large amount of current is input for luminance, the light emitting layer is dispersed in both emitting layers. There is an effect of preventing this from falling.
둘째, 양면 발광형이기 때문에 다목적으로 사용될 수 있다.Second, since it is a double-sided light emission type, it can be used for multipurpose.
셋째, 듀얼플레이트 구조일 경우에는, 불량률이 현저히 낮아지고 불량품을 관리하기 편리하여 생산성을 개선하는 효과가 있다.Third, in the case of the dual plate structure, the defect rate is significantly lowered, and it is convenient to manage the defective products, thereby improving productivity.
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