KR100595213B1 - 열분산형 유기 ｅｌ 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 EL에 관한 것으로, 특히 패널에서 발생하는 열에 의해 유기막의 특성이 파괴되는 것을 막는 열분산형 유기 EL 디스플레이 패널에 관한 것이다. 이와 같이 본 발명에 따른 열분산형 유기 EL 디스플레이 패널은 기판 상에 박막트랜지스터, 애노드 전극, 유기물층, 캐소드 전극이 순차적으로 형성되어 구성된 유기 EL에 있어서, 상기 박막트랜지스터에서 발생되는 열을 분산하는 열분산막을 포함하여 구성된다.

박막트랜지스터, 화소 전극, 공통 전극, 유기물층,

Description

열분산형 유기 ＥＬ 디스플레이 패널{Heat dispersion form Organic Electroluminescence display panel}

도 1은 능동구동형 유기 EL 디스플레이의 화소 구조 회로도

도 2는 능동구동형 유기 EL 디스플레이의 화소 구조 평면도

도 3a 내지 도 3b는 종래의 능동 구동형 유기 EL 디스플레이 패널 제작 과정을 나타낸 도면

도 4a 내지 도 4b는 본 발명에 따른 열분산형 유기 EL 디스플레이 패널의 제 1 실시예

도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 열분산형 유기 EL 디스플레이 패널의 제 2 실시예

도 6a 내지 도 6b는 본 발명에 따른 열분산형 유기 EL 디스플레이 패널의 제 3 실시예

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

21 : 기판 22 : 열분산막

23 : 절연막 24 : 반도체 물질

25 : 절연막 26 : 게이트 전극

27 : 층간 절연막 28 : 전극 라인

29 : 절연막 30 : 애노드 전극

31 : 절연막 32 : 정공 주입층

33 : 정공 전달층 34 : 유기층

35 : 전자 전달층 36 : 전자 주입층

37 : 캐소드 전극

본 발명은 유기 EL에 관한 것으로 특히 패널에서 발생되는 열을 분산시키는 열분산형 유기 EL 디스플레이 패널에 관한 것이다.

일반적으로 능동 구동형 유기 EL 디스플레이(AMOLED)의 화소부분은 도 1에 나타낸 바와 같이 크게 각 화소 부분을 스위칭 해주는 스위칭용 박막트랜지스터(보통 다결정실리콘 박막트랜지스터)와 구동용 박막트랜지스터, 저장 캐패시터, 화소전극(anode), 유기물층, 공통전극(cathod)으로 구성되며, 화소 구조 평면도는 도 2와 같이 나타낸다.

도 3a 내지 도3b는 종래의 능동 구동형 유기 EL 디스플레이 제작 과정을 나타낸 도면으로, 구동용 박막트랜지스터를 기준으로 한 화소의 단면을 도시하였으며, 이를 기준으로 종래의 능동 구동형 유기 EL 디스플레이 제작 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 3a와 같이 유리와 같은 투명기판(1)위에 박막트랜지스터의 활성층으 로 사용할 다결정실리콘과 같은 반도체 물질(2)을 형성하고 패터닝 한다.

그리고, 상기 반도체 물질(2)을 포함한 기판 전면에 게이트 절연막(3)을 형성한 다음, 게이트 전극(4)을 증착 한 후 패터닝 한다.

상기 게이트 전극(4)이 증착 되면, 상기 반도체층(2)의 일부분에 B, P와 같은 분순물을 주입하고 열처리하여 박막트랜지스터의 소스-드레인 영역(2a-2c)을 형성한다.

이어서, 상기 게이트 전극(4) 위에 층간절연막(5)을 증착하고, 트랜지스터의 소스-드레인 영역(2a-2c)위의 게이트 절연막(3), 층간 절연막(5)의 일부분을 에칭하여 콘택홀을 형성한 다음 금속을 증착하고 패터닝하여 전극 라인(5)을 형성한다.

그 다음, 상기 전극 라인(5) 위에 절연막(7)을 형성한 다음, 드레인 전극 영역 위의 일부 절연막을 에칭하여 제거하고 애노드 전극(8)으로 ITO, IZO와 같은 투명하고 일함수가 높은 전도성 물질을 증착하여 패터닝한다.

그리고, 도 3b와 같이 상기 형성한 애노드 전극(8) 사이에 애노드 전극의 일부분이 덮이게 절연막(9)을 형성한 단음, 정공 주입층(10), 정공전달층(11)을 공통 유기막으로 증착하고, 쉐도우 마스크를 사용하여 R,G,B 발광층(12)을 각각 증착 한다.

그 다음, 상기 R, G, B 발광층(12) 위에 전자 전달층(13), 전자 주입층(14) 등의 유기물을 차례로 증착한다.

상기 전자 전달층(13), 전자 주입층(14)이 증착되면, 공통전극인 캐소드 전극(15)으로 알루미늄과 같이 일함수가 낮은 전도성 물질을 형성한다.

그리고, 도면에는 도시하지 않았지만 봉지 공정을 거친다.

그러나, 이와 같은 방식의 능동 구동 유기 EL 디스플레이는 휘도가 높은 경우 패널에서 열이 많이 발생하는데, 열을 발생시키는 주요 부분은 박막트랜지스터와 애노드-정공 주입층 계면 부분으로, 특히 박막 트랜지스터가 열 발생의 주 요인으로 발생된 열이 유기물쪽으로 전달되면서 유기물의 수명을 저하시켜, 결국 제품의 수명을 단축시키는 결과가 나타난다.

따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 트랜지스터에서 발생하는 열을 외부로 쉽게 빠지게 하여 열의 영향을 최소화하는 열분산형 유기 EL 디스플레이 패널을 제공하기 위한 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 기판 상에 박막트랜지스터, 애노드 전극, 유기물층, 캐소드 전극이 순차적으로 형성되어 구성된 유기 EL에 있어서, 상기 박막트랜지스터에서 발생되는 열을 분산하는 열분산막을 포함하여 구성된다.

바람직하게 상기 열분산막은 박막트랜지스터 하부에 형성된다.

그리고, 상기 박막트랜지스터 하부에 형성된 열분산막은 애노드 전극이 형성되어 빛이 투과할 부분을 제거하여 패터닝하고, 재료는 열전도성이 우수한 알루미늄, 크롬, Mo 이다.

또한, 상기 열분산막은 박막트랜지스터의 드레인 영역에 접촉되는 전극 라 인을 길게 형성한다.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 4a 내지 도4b는 본 발명에 따른 열분산형 유기 EL 디스플레이 제작 과정을 나타낸 제 1 실시예로, 유리와 같은 투명 기판(21)위에 알루미늄, 크롬, Mo 등과 같이 열전도성이 우수한 물질로 이루어진 열분산층(22)을 형성한 후, 이후 화소 전극이 형성되어 빛이 투과할 부분을 제거하여 패터닝한다.

그리고, 상기 열분산층(22) 위에 절연막(23)을 형성한 다음 박막트랜지스터의 활성층으로 사용할 다결정실리콘과 같은 반도체 물질(24)을 형성하고 패터닝한다.

그 다음 게이트 절연막(25)을 형성한 다음, 게이트 전극(26)을 증착한 후 패터닝 한다. 그리고, 상기 반도체층(24)의 일부분에 B나 P와 같은 불순물을 주입하고 열처리하여 박막트랜지스터의 소스-드레인 영역(24a-24c)을 형성한다.

상기 게이트 전극(26) 위에 층간 절연막(27)을 증착하고, 트랜지스터의 소스-드레인 영역(24a-24c) 위의 게이트 절연막(25), 층간 절연막(27)의 일부분을 에칭하여 콘택홀을 형성한 다음 금속을 증착하고 패터닝하여 전극 라인(28)을 형성한다.

이때, 스위칭 트랜지스터의 드레인 영역 위에도 컨택홀이 형성되게 하고 이 컨택홀 위와 캐패시터가 형성되는 영역 위에 메탈 전극이 형성되도록 한다.

그 다음 공정으로 상기 전극 라인(28) 위에 절연막(29)을 형성한 다음, 드레 인 영역위의 일부 절연막(29)을 에칭하여 제거하고 그 위에 애노드 전극(30)으로 ITO, IZO와 같은 투명하고 일함수가 높은 전도성 물질을 증착하여 패터닝한다.

그리고, 도 4b와 같이 상기 형성한 애노드 전극(30) 사이에 애노드 전극(30)의 일부분이 덮이게 절연막(31)을 형성한다.

그 다음으로 정공 주입층(32), 정공 전달층(33)을 공통 유기막으로 증착하고, 쉐도우 마스크를 사용하여 R, G, B 발광층(34)을 각각 증착한다.

그리고, 전자 전달층(35), 전자 주입층(36) 등의 유기물을 차례로 증착하고, 공통 전극 즉 캐소드 전극(37)으로 알루미늄과 같이 일함수가 낮은 전도성 물질을 형성하고, 봉지 공정을 거친다.

도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 열분산형 유기 EL 디스플레이 패널 제작 과정을 나타낸 제 2 실시예로 전면 발광 방식에 적합한 구조로 먼저 유리와 같은 투명기판(41) 위에 박막트랜지스터의 활성층으로 사용할 다결정실리콘과 같은 반도체 물질(42)을 형성하고 패터닝한다.

그리고, 상기 반도체 물질(42)을 포함한 기판(41) 전면에 게이트 절연막(43)을 형성한 다음 게이트 전극(44)을 증착한 후 패터닝한다.

그 다음, 상기 반도체층(42)의 일부분에 B이나 P와 같은 불순물을 주입하고 열처리하여 박막트랜지스터의 소스-드레인 영역(42a-42c)을 형성한다.

그리고, 상기 게이트 전극(44) 위에 층간 절연막(45)을 증착하고, 트랜지스터의 소스-드레인 영역(42a-42c) 위의 게이트 절연막(43), 층간 절연막(45)의 일부분을 에칭하여 콘택홀을 형성한 다음 금속을 증착하고 패터닝하여 전극 라인(46)을 형성한다.

이때 전극 라인(46) 중 박막트랜지스터의 드레인 영역(42c)에 접촉이 이루어지는 전극 라인(46)이 화소 전극 즉 애노드가 형성되는 부분을 포함하여 다른 배선과 전기적 쇼트가 일어나지 않는 범위내에서 도면(해칭 부분)과 같이 최대한 넓게 형성되도록 패터닝한다.

그 다음, 상기 전극 라인(46) 위에 절연막(47)을 형성한 후 드레인 영역 위의 일부 절연막(47)을 에칭하여 제거하고 그 위에 애노드 전극(48)으로 Cr, Al, Mo, AgAu 등과 같은 반사율과 일 함수 값이 높은 금속막을 증착하여 패터닝 한다.

이어서, 도 5b와 같이 상기 형성한 애노드 전극(48) 사이에 애노는 전극(48)이 덮이게 절연막(49)을 형성한다.

그 다음, 정공 주입층(50), 정공 전달층(51)을 공통 유기막으로 증착하고, 쉐도우 마스크를 사용하여 R, G, B 발광층(52)을 각각 증착한다.

그리고, 전자 전달층(53), 전자 주입층(54) 등의 유기물을 차례로 증착하고, 공통전극 즉 캐소드 전극으로 알루미늄을 수 nm 증착한 후 Ag를 수 nm~수십 nm 증착하거나 Mg:Ag 같은 금속을 수 nm~수십 nm 증착하여 메탈 캐소드(55)를 형성한다.

그 다음, 상기 형성한 메탈 캐소드(55) 위에 보조 캐소드 전극(56)으로 ITO, IZO와 같은 투명 전도성 물질을 증착한다.

그리고, 상기 형성한 유기물층을 산소나 수분으로부터 보호하기 위한 보호막(57)을 형성한다.

도 6a 내지 도 6b는 본 발명에 따른 열분산형 유기 EL 디스플레이 제작 과정 을 나타낸 제 3 실시예로 유리와 같은 투명 기판(61)위에 알루미늄, 크롬, Mo 등과 같이 열전도성이 우수한 물질로 이루어진 열분산층(62)을 형성한다.

그리고, 상기 열분산층(62) 위에 절연막(63)을 형성한 다음 박막트랜지스터의 활성층으로 사용할 다결정실리콘과 같은 반도체 물질(64)을 형성하고 패터닝한다.

그 다음 게이트 절연막(65)을 형성한 다음, 게이트 전극(66)을 증착한 후 패터닝 한다. 그리고, 상기 반도체층(64)의 일부분에 B나 P와 같은 불순물을 주입하고 열처리하여 박막트랜지스터의 소스-드레인 영역(64a-64c)을 형성한다.

상기 게이트 전극(66) 위에 층간 절연막(67)을 증착하고, 트랜지스터의 소스-드레인 영역(64a-64c) 위의 게이트 절연막(65), 층간 절연막(67)의 일부분을 에칭하여 콘택홀을 형성한 다음 금속을 증착하고 패터닝하여 전극 라인(68)을 형성한다.

이때, 스위칭 트랜지스터의 드레인 영역 위에도 컨택홀이 형성되게 하고 이 컨택홀 위와 캐패시터가 형성되는 영역 위에 메탈 전극이 형성되도록 한다.

그리고 상기 전극 라인(68) 중 박막트랜지스터의 드레인 영역(64c)에 접촉이 이루어지는 전극 라인(68)이 화소 전극 즉 애노드가 형성되는 부분을 포함하여 다른 배선과 전기적 쇼트가 일어나지 않는 범위내에서 도면(해칭 부분)과 같이 최대한 넓게 형성되도록 패터닝한다.

그 다음, 상기 전극 라인(68) 위에 절연막(69)을 형성한 후 드레인 영역 위의 일부 절연막(69)을 에칭하여 제거하고 그 위에 애노드 전극(70)으로 Cr, Al, Mo, AgAu 등과 같은 반사율과 일 함수 값이 높은 금속막을 증착하여 패터닝 한다.

이어서, 도 5b와 같이 상기 형성한 애노드 전극(70) 사이에 이 애노드 전극(70)이 덮이게 절연막(71)을 형성한다.

그 다음, 정공 주입층(72), 정공 전달층(73)을 공통 유기막으로 증착하고, 쉐도우 마스크를 사용하여 R, G, B 발광층(74)을 각각 증착한다.

그리고, 전자 전달층(75), 전자 주입층(76) 등의 유기물을 차례로 증착하고, 공통전극 즉 캐소드 전극으로 알루미늄을 수 nm 증착한 후 Ag를 수 nm~수십 nm 증착하거나 Mg:Ag 같은 금속을 수 nm~수십 nm 증착하여 메탈 캐소드(77)를 형성한다.

그 다음, 상기 형성한 메탈 캐소드(77) 위에 보조 캐소드 전극(78)으로 ITO, IZO와 같은 투명 전도성 물질을 증착한다.

그리고, 상기 형성한 유기물층을 산소나 수분으로부터 보호하기 위한 보호막(79)을 형성한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 박막트랜지스터에서 발생되는 열을 분산시키거나 외부로 빠져나가게 할 수 있기 때문에 발생된 열 문제로인한 소자 특성 저하를 막을 수 있다. 종래의 유기 EL 소자를 제작하여 테스트하면 55도 이상의 열이 발생됨을 확인할 수 있었으며, 이로 인해 유기물 특성을 크게 저하되는 문제점이 있었는데 본 발명에 따른 유기 EL 소자는 이러한 문제점을 해결할 수 있다.

또한 트랜지스터에서 발생된 열을 분산시키므로 장수명의 유기 EL 제작이 가능하다.

그리고, 박막 트랜지스터 부분에서 발생된 열 뿐만 아니라 애노드와 정공주입층 계면에서 발생된 열도 분산시키므로 외부로 빠져나가게 할 수 있는 효과도 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (5)

1. 기판 상에 박막트랜지스터, 애노드 전극, 유기물층, 캐소드 전극이 순차적으로 형성된 유기 EL에 있어서,

   알루미늄, 크롬, 몰리브덴 중 적어도 하나로 이루어지고 에노드 전극이 형성되어 빛이 투과될 부분을 제거하여 패터닝되며, 상기 박막트랜지스터에서 발생되는 열을 분산하는 열분산막을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열분산형 유기 EL 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열분산막은,

   박막트랜지스터 하부에 형성된 것을 특징으로 하는 열분산형 유기 EL 디스플레이 패널.
3. 삭제
4. 삭제
5. 기판 상에 박막트랜지스터, 애노드 전극, 유기물층, 캐소드 전극이 순차적으로 형성된 유기 EL에 있어서,

   알루미늄, 크롬, 몰리브덴 중 적어도 하나로 이루어지고 박막트랜지스터의 드레인 영역에 접촉되는 전극 라인을 연장하여 형성되며, 상기 박막트랜지스터에서 발생되는 열을 분산하는 열분산막을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열분산형 유기 EL 디스플레이 패널.

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