KR100625591B1 - 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, 자외선 경화를 통해 형성된 흡습층을 내부에 구성한 듀얼플레이트 구조 유기전계 발광소자의 구성과 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device, and relates to a configuration of a dual plate structure organic light emitting device having a moisture absorbing layer formed through ultraviolet curing therein and a method of manufacturing the same.
특히, 본 발명에 따른 유기전계 발광소자는 발광부와 박막트랜지스터 어레이부를 별도의 기판에 구성하고, 상기 박막트랜지스터 어레이부에 흡습층을 구성하는 것을 특징으로 한다.In particular, the organic light emitting device according to the present invention is characterized in that the light emitting unit and the thin film transistor array unit is configured on a separate substrate, and the moisture absorption layer is configured on the thin film transistor array unit.
상기 흡습층을 소자의 내부에 구성하게 되면, 수분제거를 통해 소자의 수명을 연장할 수 있고 동시에, 소자의 신뢰성을 개선할 수 있는 장점이 있다.When the moisture absorbing layer is configured inside the device, the life of the device can be extended by removing moisture, and at the same time, the reliability of the device can be improved.
또한, 본 발명에 따른 유기전계 발광소자는 어레이부와 발광부를 별도로 구성하기 때문에, 탑에미션(top emission)방식으로 구동하는 것이 가능하여, 고개구율 및 고휘도를 구현할 수 있고 생산관리의 측면에서 양호한 장점이 있다. In addition, since the organic light emitting device according to the present invention is configured separately from the array portion and the light emitting portion, it is possible to be driven by a top emission method, it is possible to implement a high opening ratio and high brightness and good in terms of production management There is an advantage.
Description
도 1은 유기전계 발광소자를 개략적으로 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view schematically showing an organic light emitting device,
도 2는 종래의 유기전계 발광소자의 한 화소를 나타내는 등가회로도이고,2 is an equivalent circuit diagram showing one pixel of a conventional organic light emitting diode,
도 3은 본 발명에 따른 듀얼 플레이트 구조 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a dual plate structure organic light emitting device according to the present invention;
도 4는 스위칭 영역의 단면 구성을 나타낸 단면도이고.4 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of a switching region.
도 5는 구동 영역과 화소 영역을 나타낸 단면도이고,5 is a cross-sectional view illustrating a driving area and a pixel area;
도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 박막트랜지스터 어레이부의 제조공정을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,6A through 6E are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a thin film transistor array unit of an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 발광부의 제조공정을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.7A to 7C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a light emitting part of an organic light emitting diode according to the present invention in a process sequence.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
99 : 유기전계 발광소자 100 : 제 1 기판 99 organic
130 : 연결 전극 146 : 흡습층130
200 : 제 2 기판 202 : 제 1 전극(양극 전극) 200: second substrate 202: first electrode (anode electrode)
204 : 차단층 206 : 격벽 204: blocking layer 206: partition wall
208 : 발광층 210 : 제 2 전극(음극 전극) 208 Light emitting
300 : 실런트300: sealant
본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로 특히, 박막트랜지스터 어레이부와 유기 발광부를 별도의 기판에 제작한 듀얼플레이트 구조의 유기전계 발광소자에 있어서, 유기전계 발광소자의 내부에 자외선을 통해 경화된 흡습층을 형성한 유기전계 발광소자의 구성과 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device, and in particular, in a dual plate organic light emitting device having a thin film transistor array unit and an organic light emitting unit formed on a separate substrate, moisture absorption cured by ultraviolet rays inside the organic light emitting device. The present invention relates to a structure of a layered organic electroluminescent device and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 유기전계 발광소자는 전자 주입전극(cathode electrode)과 정공 주입전극(anode electrode)으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 결합한 엑시톤(exciton)1이 여기 상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.In general, the organic light emitting device injects electrons and holes into the light emitting layer from the cathode electrode and the anode electrode, respectively, to inject the injected electrons and holes ( It is a device that emits light when exciton 1 bonded by holes falls 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, there is an advantage in that the volume and weight of the device can be reduced.
또한, 유기전계 발광소자는 고품위 패널특성(저 전력, 고휘도, 고 반응속도, 저중량)을 나타낸다. 이러한 특성 때문에 OLED는 이동통신 단말기, CNS(Car Navigation System), 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 (Car Navigation System), 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 much 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 할수록 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 wires 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.
도 1은 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of an active matrix organic light emitting display device.
도시한 바와 같이, 유기전계 발광소자(10)는 투명하고 유연성이 있는 제 1 기판(12)의 상부에 박막트랜지스터(T) 어레이부(14)와, 상기 박막트랜지스터 어레이부(14)의 상부에 화소마다 독립적으로 패턴된 제 1 전극(16)과, 유기 발광층(18)과, 유기 발광층 상부의 기판의 전면에 제 2 전극(20)을 구성한다.As shown, the organic
이때, 상기 발광층(18)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
상기 제 1 기판(12)이 흡습제(22)가 부착된 제 2 기판(28)과 실런트(26)를 통해 합착됨으로써 유기전계 발광소자(10)가 완성된다.The organic
이때, 상기 흡습제(22)는 캡슐 내부에 침투할 수 있는 수분을 제거하기 위한 것이며, 기판(28)의 일부를 식각하고 식각된 부분에 분말형태의 흡습제(22)를 놓고 테이프(25)를 부착함으로써 흡습제(22)를 고정한다.At this time, the moisture absorbent 22 is for removing moisture that can penetrate into the capsule, and a portion of the
전술한 바와 같은 구성은, 투명한 양극전극(16)이 어레이부에 형성되어 하부 발광식으로 동작하게 된다.In the configuration as described above, the
전술한 바와 같은 유기전계 발광소자의 한 화소에 대한 구성을 이하, 도 2의 등가회로도를 참조하여 상세히 설명한다.A configuration of one pixel of the organic light emitting diode as described above will be described in detail with reference to the equivalent circuit diagram of FIG. 2.
도 2는 종래의 유기전계 발광소자의 한 화소에 해당하는 등가회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a conventional organic light emitting diode.
도시한 바와 같이, 기판(30)의 일 방향으로 게이트 배선(36)과 이와는 수직하게 교차하는 데이터 배선(49)이 구성된다.As shown in the drawing, the
상기 데이터 배선(49)과 게이트 배선(36)의 교차지점에는 스위칭 소자(TS)가 구성되고, 상기 스위칭 소자(TS)와 전기적으로 연결된 구동 소자(TD)가 구성된다.
The switching element T S is formed at the intersection of the
이때, 상기 구동 소자(TD)는 p타입 박막트랜지스터이기 때문에, 박막트랜지스터의 소스 전극(52)과 게이트 전극(34)사이에 스토리지 캐패시터(CST)가 구성되고, 상기 구동 소자(TD)의 드레인 전극(54)은 유기 발광층(E)의 양극 전극(도 1의 16, anode electrode)과 접촉하여 구성된다.In this case, since the driving element T D is a p-type thin film transistor, a storage capacitor C ST is formed between the
전술한 구성에서, 상기 구동소자(TD)의 게이트 전극(34)과 소스 전극(52)사이에 스토리지 캐패시터(CST)가 구성된다.In the above-described configuration, the storage capacitor C ST is configured between the
상기 구동 소자(TD)의 소스 전극(52)과 전원배선(62)을 연결하여 구성한다.The
전술한 바와 같이 구성된 유기전계 발광소자의 동작특성을 이하, 간략히 설명한다.The operation characteristics of the organic light emitting device configured as described above will be briefly described below.
먼저, 상기 스위칭 소자(TS)의 게이트 전극(32)에 게이트 신호가 인가되면 상기 데이터 배선(49)을 흐르는 전류 신호는 상기 스위칭 소자(TS)를 통해 전압 신호로 바뀌어 구동 소자(TD)의 게이트 전극(34)에 인가된다.First, the switching element when the
이와 같이 하면, 상기 구동 소자(TD)가 동작되어 상기 발광부(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며 이로 인해 유기발광층은 그레이 스케일(grey scale)을 구현할 수 있게 된다.In this way, the driving element T D is operated to determine the level of the current flowing through the light emitting unit E, thereby enabling the organic light emitting layer to realize gray scale.
이때, 상기 스토리지 캐패시터(CST)에 저장된 신호는 상기 게이트 전극(34)의 신호를 유지하는 역할을 하기 때문에, 상기 스위칭 소자(TS)가 오프 상태가 되더라도 다음신호가 인가될 때까지 상기 발광부(E)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다. In this case, since the signal stored in the storage capacitor C ST serves to maintain the signal of the
상기 스위칭 소자(TS)와 구동 소자(TD)는 비정질 박막트랜지스터 또는 다결정 박막트랜지스터로 구성할 수 있으며, 비정질 박막트랜지스터는 다결정 박막트랜 지스터에 비해 간편한 공정으로 제작할 수 있다는 장점이 있다.The switching element T S and the driving element T D may be composed of an amorphous thin film transistor or a polycrystalline thin film transistor, and the amorphous thin film transistor has an advantage of being able to be manufactured in a simpler process than a polycrystalline thin film transistor.
그런데 전술한 종래의 유기전계 발광소자는 단일 기판 상에 박막트랜지스터 어레이부와 발광부를 형성하는 경우, 박막트랜지스터의 수율과 유기 발광층의 수율의 곱이 박막트랜지스터와 유기 발광층을 형성한 패널의 수율을 결정하게 된다.However, in the above-described conventional organic light emitting device, when the thin film transistor array unit and the light emitting unit are formed on a single substrate, the product of the yield of the thin film transistor and the organic light emitting layer yields the yield of the panel on which the thin film transistor and the organic light emitting layer are formed. do.
따라서, 종래의 경우와 같이 구성된 하판은 상기 유기 발광층의 수율에 의해 패널의 수율이 크게 제한되는 문제점이 있었다.Therefore, the lower plate configured as in the conventional case has a problem that the yield of the panel is greatly limited by the yield of the organic light emitting layer.
특히, 박막트랜지스터가 양호하게 형성되었다 하더라도, 1000Å정도의 박막을 사용하는 유기 발광층의 형성시 이물이나 기타 다른 요소에 의해 불량이 발생하게 되면 패널은 불량등급으로 판정된다.In particular, even if the thin film transistor is formed well, the panel is judged to be a grade of failure if defects are caused by foreign substances or other factors in forming the organic light emitting layer using the thin film of about 1000 mW.
이로 인하여 양품의 박막트랜지스터를 제조하는데 소요되었던 제반 경비 및 원재료비의 손실로 이어지고, 수율이 저하되는 문제점이 있었다.This leads to a loss of overall costs and raw material costs that were required to manufacture the thin film transistor of good quality, there was a problem that the yield is reduced.
또한, 전술한 바와 같은 하부 발광방식은 인캡슐레이션에 의한 안정성 및 공정이 자유도가 높은 반면 개구율의 제한이 있어 고해상도 제품에 적용하기 어려운 문제점이 있다.In addition, as described above, the bottom emission method has a high degree of freedom and stability due to encapsulation, and has a problem in that it is difficult to apply to a high resolution product due to the limitation of the aperture ratio.
앞서 설명하지는 않았지만, 종래의 상부 발광방식은 빛이 상부로 나오기 때문에 빛이 나아가는 방향이 하부의 박막트랜지스터 어레이부와 무관하여 박막트랜지스터 설계가 용이하고, 개구율 향상이 가능하기 때문에 제품수명 측면에서 유리하지만, 기존의 상부 발광방식 구조에서는 유기전계 발광층 상부에 통상적으로 음극이 위치함에 따라 재료 선택폭이 좁기 때문에 투과도가 제한되어 광효율이 저하되는 점과, 광투과도의 저하를 최소화하기 위해 박막형 보호막을 구성해야 하는 경 우 외기를 충분히 차단하지 못하는 문제점이 있었다. Although not described above, the conventional top emission method is advantageous in terms of product life because light is emitted upward, so the direction of light propagation is independent of the bottom thin film transistor array unit, and the thin film transistor can be easily designed and the aperture ratio can be improved. In the conventional top emission type structure, since the material selection range is narrow as the cathode is generally positioned on the organic light emitting layer, the transmittance is limited and the light efficiency is reduced, and a thin film type protective film must be configured to minimize the decrease in the light transmittance. If you do not have enough problems blocking the outside air.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 목적으로 제안된 것으로, 본 발명에 따른 유기전계 발광소자를 상부 발광식인 듀얼 플레이트구조로 형성한다.The present invention has been proposed for the purpose of solving the above-described problem, and forms the organic EL device according to the present invention in a dual plate structure of the top emission type.
특히, 상기 유기 발광부 및 박막트랜지스터 어레이부에 수분을 흡수하는 수단으로 흡습층을 구성하는 것을 특징으로 한다.In particular, the moisture absorbing layer is configured as a means for absorbing moisture in the organic light emitting unit and the thin film transistor array unit.
본 발명에 따른 듀얼플레이트 구조의 유기전계 발광소자는, 종래의 구조와 달리 투명한 애노드전극(anode)층이 기판의 상부에 위치할 수 있으므로, 탑에미션(top emission)방식으로 동작이 가능하여 개구영역을 더욱 확보할 수 있어 고휘도를 구현할 수 있는 장점이 있다.In the organic light emitting device having a dual plate structure according to the present invention, since the transparent anode electrode (anode) layer can be located on the substrate, unlike the conventional structure, it is possible to operate in a top emission method (open emission) Since the area can be further secured, there is an advantage of realizing high brightness.
또한, 하부 어레이부를 설계할 때 개구영역에 대해 고려할 필요가 없기 때문에 설계의 자유도가 매우 높고, 어레이부와 발광부를 별도로 제작하기 때문에 불량이 발생하여도 불량난 기판만을 교체하면 되므로 생산 수율을 개선할 수 있는 장점이 있다.In addition, when designing the lower array part, there is no need to consider the opening area, so the design freedom is very high, and since the array part and the light emitting part are manufactured separately, only the defective substrate can be replaced even if a defect occurs, thereby improving production yield. There are advantages to it.
더욱이, 박막트랜지스터 어레이부에 자외선을 이용하여 경화한 흡습층을 더욱 구성함으로써, 유기발광부의 수명을 연장할 수 있고 이와 같이 흡습층이 더욱 구성된 구조에 있어서, 추가적인 공정이 필요 없으므로 공정을 단순화 하는 장점이 있다.
Furthermore, by further configuring the moisture absorbing layer cured using ultraviolet rays in the thin film transistor array unit, the lifespan of the organic light emitting unit can be extended, and in the structure in which the moisture absorbing layer is further configured, there is no need for an additional process to simplify the process. There is this.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기전계 발광소자는 이격 하여 구성되고 다수의 화소 영역이 정의된 제 1 기판과, 제 2 기판과; According to an aspect of the present invention, there is provided an organic light emitting display device including: a first substrate and a second substrate configured to be spaced apart from each other and to define a plurality of pixel regions;
상기 제 1 기판 상에, 상기 화소 영역의 일 측과 이에 수직한 타측에 대응하여 구성된 게이트 배선과 데이터 배선과; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 위치하고, 각각 게이트 전극과 액티브층과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 스위칭 소자와 이에 연결된 구동소자와; 상기 구동소자의 드레인 전극과 연결된 연결전극과; 상기 연결 전극이 형성된 제 1 기판의 전면에 구성되고, 상기 연결전극에 대응하는 부분은 제거된 흡습층과; 상기 제 2 기판의 일면에 구성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극의 상부에 구성된 발광층과; 상기 발광층의 상부에 상기 화소 영역마다 독립적으로 구성되고, 상기 연결전극과 연결된 제 2 전극을 포함한다.A gate line and a data line formed on the first substrate corresponding to one side of the pixel area and the other side perpendicular thereto; A switching element located at an intersection point of the gate line and the data line, the switching element comprising a gate electrode, an active layer, a source electrode and a drain electrode, and a driving element connected thereto; A connection electrode connected to the drain electrode of the driving device; A moisture absorption layer formed on the entire surface of the first substrate on which the connection electrode is formed, and a portion corresponding to the connection electrode is removed; A first electrode formed on one surface of the second substrate; A light emitting layer formed on the first electrode; The light emitting layer may include a second electrode configured to be independent of each pixel area and connected to the connection electrode.
상기 제 1 전극은 양극 전극(anode electrode)이고, 상기 제 2 전극은 음극 전극(cathode electrode)이고, 상기 흡습층은 기판의 뒷면에서 조사된 자외선을 통해 경화되어 형성된다.The first electrode is an anode electrode, the second electrode is a cathode electrode, and the moisture absorbing layer is cured through ultraviolet rays irradiated from the back side of the substrate.
상기 스위칭 소자의 드레인 전극과, 상기 구동 소자의 게이트 전극이 접촉하여 구성되며, 상기 연결전극의 높이는 2㎛~3㎛이다.The drain electrode of the switching element and the gate electrode of the driving element are in contact with each other, and the height of the connection electrode is 2 μm to 3 μm.
본 발명에 따른 유기전계 발광소자 제조방법은 제 1 기판과 제 2 기판에 다수의 화소 영역을 정의하는 단계와; 상기 제 1 기판 상에, 상기 화소 영역의 일측과 이에 수직한 타측에 대응하여 게이트 배선과 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 위치하고, 각각 게이트 전극과 액티 브층과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 스위칭 소자와 구동소자를 형성하는 단계와; 상기 구동소자의 드레인 전극과 연결되는 연결전극을 형성하는 단계와; 상기 연결전극이 형성된 기판의 전면에 광경화성 흡습물질을 도포하여 흡습층을 형성하는 단계와; 상기 흡습층이 형성된 기판의 배면으로 자외선을 조사하는 단계와; 상기 연결전극에 대응하여 자외선이 차단된 부분의 흡습층을 제거하는 단계와; 상기 제 2 기판의 일면에 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극의 상부에 발광층을 형성하는 단계와; 상기 발광층의 상부에 상기 화소 영역마다 독립적으로 구성되고, 상기 구동소자와 전기적으로 연결된 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.The organic light emitting device manufacturing method according to the present invention comprises the steps of defining a plurality of pixel areas on the first substrate and the second substrate; Forming a gate line and a data line on the first substrate corresponding to one side of the pixel area and the other side perpendicular to the pixel area; Forming a switching element and a driving element which are located at the intersection of the gate line and the data line, each comprising a gate electrode, an active layer, a source electrode and a drain electrode; Forming a connection electrode connected to the drain electrode of the driving device; Forming a moisture absorbing layer by applying a photocurable moisture absorbing material to the entire surface of the substrate on which the connection electrode is formed; Irradiating ultraviolet rays to the rear surface of the substrate on which the moisture absorption layer is formed; Removing the moisture absorbing layer of the UV-blocked portion corresponding to the connection electrode; Forming a first electrode on one surface of the second substrate; Forming a light emitting layer on the first electrode; And forming a second electrode on the light emitting layer independently of each pixel area and electrically connected to the driving device.
상기 흡습층은 수분을 흡수하는 성질을 가진 알루미늄 복합물질과, 광경화성 물질을 포함하는 폴리머를 포함하는 혼합물질인 것을 특징으로 한다.The moisture absorbing layer is characterized in that the mixture comprising a polymer containing an aluminum composite material having a property of absorbing moisture and a photocurable material.
상기 광에 의해 경화되지 않은 흡습층은 빠르게 회전하는 스피너를 이용하여 제거하는 것을 특징으로 한다.The moisture absorbing layer that is not cured by the light is removed by using a fast rotating spinner.
상기 제 1 전극은 양극 전극(anode electrode)이고, 상기 제 2 전극은 음극 전극(cathode electrode)이며, 상기 양극 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 포함하는 일 함수가 큰 도전성 물질 그룹 중 선택된 하나로 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 first electrode is an anode electrode, the second electrode is a cathode electrode, and the anode electrode is selected from the group of conductive materials having a high work function including indium tin oxide (ITO). The cathode electrode is formed of one selected from the group of conductive metals having a small work function including a double metal of aluminum (Al), calcium (Ca), magnesium (Mg), and lithium fluorine / aluminum (LIF / Al). do.
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.
-- 실시예 -- Example
본 발명에 따른 유기전계 발광소자는 상부 발광식 듀얼플레이트 구조이며, 별도의 기판에 구성한 박막트랜지스터 어레이부에 수분을 흡수하는 흡습층을 더욱 구성하는 것을 특징으로 한다.The organic light emitting device according to the present invention is a top emission dual plate structure, and further comprises a moisture absorption layer for absorbing moisture in the thin film transistor array unit configured on a separate substrate.
이하, 도 3은 본 발명에 따른 듀얼플레이트 구조 유기전계 발광소자의 구성을 도시한 확대 단면도이다.3 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of a dual plate structure organic light emitting device according to the present invention.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자(99)는 박막트랜지스터(T)와 어레이부가 구성된 어레이기판(AS)과, 유기 발광부가 구성된 발광기판(ES)으로 구성된다.As shown, the organic
상기 어레이기판(AS)과 발광기판(ES)은 실런트(300)를 이용하여 합착한다.The array substrate AS and the light emitting substrate ES are bonded to each other using the
상기 어레이기판(AS)과 발광 기판(ES)을 다수의 화소 영역(P)으로 정의하고 도시하지는 않았지만, 어레이기판(AS)에는 투명한 제 1 기판(100)상에 스위칭 소자(미도시)와 이에 연결된 구동 소자(TD)를 구성한다. Although the array substrate AS and the light emitting substrate ES are defined and illustrated as a plurality of pixel regions P, the switching element (not shown) and the like are disposed on the
상시 스위칭 소자(미도시)와 구동 소자(TD)는 화소 영역(P)마다 형성한다. The switching element (not shown) and the driving element T D are formed at every pixel region P. FIG.
전술한 구성에서 상기 구동소자(TD)의 드레인 전극과 접촉하는 연결전극(130)을 구성하고, 상기 연결전극(130)을 제외한 영역에는 흡습층(146)을 형성하는 것을 특징으로 한다.In the above-described configuration, the
상기 발광기판(ES)은 투명한 제 2 기판(200)상에 제 1 전극인 양극 전극(anode electrode)(202)을 구성하고, 제 1 전극(202)의 하부에는 유기 발광층(208)을 구성하고, 유기 발광층(208)의 하부에는 제 2 전극인 음극 전극(210,cathode electrode)을 구성한다.The light emitting substrate ES forms an
상기 화소 영역(P)의 경계에 대응하여 격벽(206)을 구성하고, 상기 격벽(206)의 하부에는 차단층(204)을 구성 한다.A
상기 격벽(206)에 의해 상기 음극 전극(210)은 화소 영역(P)마다 독립적으로 패턴될 수 있다.The
전술한 어레이기판(AS)과 발광기판(ES)의 구성에 있어서, 상기 연결전극(130)은 상기 발광부의 제 2 전극(210)과 상기 구동소자(TD)의 드레인 전극(미도시)을 연결하는 기능을 한다.In the above-described configuration of the array substrate AS and the light emitting substrate ES, the
이때, 도시한 바와 같이 상기 연결전극(TD)은 두 기판(AS,ES)의 갭을 고려하여 소정 높이를 가지도록 구성한다.In this case, as shown in the drawing, the connection electrode T D is configured to have a predetermined height in consideration of the gap between the two substrates AS and ES.
전술한 구성에서, 상기 흡습층을 더욱 구성함으로써 유기소자 내의 수분을 제거하는 효과로 인해 유기발광소자의 수명을 연장할 수 있는 장점이 있다.In the above-described configuration, by further configuring the moisture absorbing layer there is an advantage that can extend the life of the organic light emitting device due to the effect of removing moisture in the organic device.
이하, 도 4와 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 단일 화소에 포함되는 스위칭 소자와 구동소자 및 화소부의 구성을 상세히 설명한다.Hereinafter, a configuration of a switching element, a driving element, and a pixel part included in a single pixel of the organic light emitting diode according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4와 도 5는 전술한 유기발광 기판과 합착되는 본 발명에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판의 한 화소에 대한 단면 구성을 도시한 확대 단면도이다.4 and 5 are enlarged cross-sectional views showing a cross-sectional structure of one pixel of the thin film transistor array substrate according to the present invention bonded to the organic light emitting substrate described above.
도시한 바와 같이, 화소 영역(P)을 정의하고, 화소 영역(P)의 일 측에 스위칭 영역(S)과 구동 영역(D)을 정의한다.As illustrated, the pixel region P is defined, and the switching region S and the driving region D are defined on one side of the pixel region P. As shown in FIG.
상기 스위칭 영역(S)과 구동 영역(D)에 각각 게이트 전극(102,104)과 액티브 층(110,114)과 오믹 콘택층(112,116)과, 서로 이격된 소스 전극(118,122)과 드레인 전극(120,124)이 순차 적층된 스위칭 소자(TS)와 구동 소자(TD)를 구성한다.The
또한, 도시한 바와 같이, 상기 구동 소자(TD)의 소스 전극(120)은 제 1 보호막(124)을 사이에 두고 구성된 전원 배선(126)과 연결되도록 구성한다.In addition, as illustrated, the
상기 전원 배선(126)이 구성된 기판(100)의 전면에 위치하고, 상기 구동소자(TD)의 드레인 전극(122)의 일부를 노출하는 제 2 보호막(128)을 구성한다.A
상기 노출된 드레인 전극(122)의 상부에는 이와 접촉하는 연결전극(130)을 구성하는데, 이는 앞서 유기 발광 기판에 형성된 제 2 전극(222)과 접촉하는 수단으로서, 상기 제 2 전극(122)과 상기 드레인 전극(124)을 간접적으로 연결하여 신호를 전달하는 역할을 하게 된다.A
이때, 유기 발광기판(ES)과 어레이기판(AS)의 갭을 고려하여, 상기 연결전극(130)을 높여줄 필요가 있는데, 이를 위해 연결전극(130)의 하부에 소정 높이를 가지는 유기막 패턴(140)을 더욱 구성하기도 한다. In this case, in consideration of the gap between the organic light emitting substrate ES and the array substrate AS, it is necessary to increase the
상기 화소 영역(9)에는 상기 연결전극(130)을 제외한 영역에 대응하여 흡습층(146)을 구성한다.In the pixel region 9, a
상기 흡습층(146)은 빛 또는 열에 의한 경화 공정과, 경화되지 않은 부분을 제거하는 공정을 통해 진행하게 되는데 특히, 자외선을 이용한 경화공정을 진행할 경우에는, 별도의 마스크 공정을 필요로 하지 않아 공정을 단순화 할 수 있는 장점이 있다.The
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 박막트랜지스터 어레이부의 제조공정을 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of a thin film transistor array unit of an organic light emitting diode according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 박막트랜지스터 어레이부의 제조공정을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다. 6A through 6D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a thin film transistor array unit of an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
(스위칭 영역은 생략하였으나 도 5의 스위칭 영역을 참조하여 설명함.)(Switching area is omitted, but will be described with reference to the switching area of FIG. 5).
도 6a에 도시한 바와 같이, 기판(100)을 다수의 화소 영역(P)으로 정의하고, 각 화소 영역(P)에는 다시 스위칭 영역(도 4의 S)과 구동 영역(D)을 정의한다.As shown in FIG. 6A, the
전술한 바와 같이 다수의 영역(도 4의 S,D,P)이 정의된 기판(100)의 전면에 도전성 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 스위칭 영역(D)과 구동 영역(도 4의 S)에 각각 게이트 전극(도 4의 102, 104)을 형성한다.As described above, the conductive metal is deposited and patterned on the entire surface of the
상기 스위칭 및 구동 영역(도 4의 S, D)에 각각 게이트 전극(도 5의 1,104)이 형성된 기판(100)의 전면에 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나 이상의 물질을 증착하여 게이트 절연막(106)을 형성한다.Inorganic insulation including silicon nitride (SiN X ) and silicon oxide (SiO 2 ) on the front surface of the
다음으로, 상기 게이트 전극(102,104)에 대응하는 게이트 절연막(106)의 상부에 순수 비정질 실리콘층(a-Si:H)과 불순물이 포함된 비정질 실리콘층(n+ 또는 p+ a-Si:H)을 적층한 후 패턴하여, 상기 스위칭 영(도 4의 S)역과 구동 영역(D)에 액티브층(108,112)과 오믹 콘택층(110,114)을 형성한다.Next, a pure amorphous silicon layer (a-Si: H) and an amorphous silicon layer (n + or p + a-Si: H) containing impurities are formed on the
다음으로, 도시하지는 않았지만, 구동 영역(D)의 게이트 전극(104)중 스위칭 영역(도 4의 S)에 근접한 부분을 노출하는 공정을 진행한다.Next, although not shown, a process of exposing a portion near the switching region (S in FIG. 4) of the
다음으로, 상기 액티브층(도 4의 108,112)과 오믹 콘택층(도 4의 110,114)이 형성된 기판(100)의 전면에 도전성 금속을 증착하고 패턴하여, 스위칭 영역(도 4의 S)과 구동 영역(D)에 각각 이격된 소스 전극(도 4의 116,120)과 드레인 전극(도 4의 118,122)을 형성한다.Next, a conductive metal is deposited and patterned on the entire surface of the
도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(도 4의 116,120 / 도 4의 118,122)이 형성된 기판(100)의 전면에 앞서 언급한 절연물질을 증착하여 제 1 보호막(124)을 형성하고 패턴하여, 도 5에 도시한 바와 같이, 구동 영역(D)의 소스 전극(120)을 노출하는 공정을 진행한다. As shown in FIG. 6B, the above-described insulating material is deposited on the entire surface of the
(도 6b는 도면을 간략화 하기 위해 소스 전극을 노출하는 공정을 생략하였으므로, 도 5를 참조한다)(Because FIG. 6B omits the process of exposing the source electrode to simplify the drawing, see FIG. 5.)
다음으로, 상기 노출된 구동 영역(D)의 소스 전극(도 5의 120)과 연결되는 전원 배선(도 5의 126)을 형성한다.Next, a power line (126 in FIG. 5) connected to the source electrode (120 in FIG. 5) of the exposed driving region D is formed.
다음으로, 상기 전원 배선(도 5의 126)이 형성된 기판(100)의 전면에 앞서 언급한 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나 이상의 물질을 증착하거나, 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryle)계 수지(resin)를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 물질을 도포하여 제 2 보호막(128)을 형성한다.Next, one or more materials selected from the above-mentioned inorganic insulating material group are deposited on the entire surface of the
다음으로, 상기 제 2 보호막(128)과 그 하부의 제 1 보호막(124)을 식각하여, 구동 영역(D)의 드레인 전극(도 5의 122)을 노출하는 공정을 진행한다.Next, the
다음으로, 상기 제 2 보호막(128)이 구성된 기판(100)의 전면에 도전성 금속 을 증착하고 패턴하여, 상기 드레인 전극(122)과 연결되는 연결전극(130)을 형성한다.Next, a conductive metal is deposited and patterned on the entire surface of the
이때, 도 5에 설명한 바와 같이, 상기 연결 전극(130)의 하부에 유기막(140)을 더욱 구성할 수도 있다.In this case, as described with reference to FIG. 5, the
도 6c에 도시한 바와 같이, 상기 연결전극(130)이 형성된 기판(100)의 전면에 흡습물질을 도포하여 흡습층(142)을 형성한다.As illustrated in FIG. 6C, a moisture absorbing material is coated on the entire surface of the
상기 흡습층(142)은 일반적으로 수분을 흡수하는 성질을 가지는 알루미늄 복합물질과 자외선 경화물질을 포함하는 폴리머가 혼합된 혼합물질을 사용한다.The
이때, 상기 흡습층을 도포하기 전 상기 제 2 보호막(128)의 표면을 플라즈마 처리하거나, 자외선(ultra violet)또는 오존(03)으로 표면을 처리하는 공정을 진행한다.At this time, the surface of the second
이와 같이 하면, 상기 흡습층을 기판에 떨어뜨렸을 경우, 퍼짐특성이 좋아질 수 있어 스핀 코팅시 일정한 두께를 얻을 수 있는 장점이 있다.In this case, when the moisture absorbing layer is dropped onto the substrate, the spreading property may be improved, and thus, a constant thickness may be obtained during spin coating.
상기 흡습층을 기판에 형성하는 공정은 스핀 코팅(spin coating), 잉크젯(ink jet), 노즐(nozzle), 롤프린팅(roll printing)등의 방법을 사용할 수 있다.The process of forming the moisture absorbing layer on the substrate may use a method such as spin coating, ink jet, nozzle, roll printing, and the like.
이때, 상기 흡습층은 수분을 흡수하는 성질을 가진 알루미늄 복합물질과 광 경화성 물질을 가지는 폴리머를 포함하는 혼합물질을 사용한다.In this case, the moisture absorbing layer uses a mixture including an aluminum composite material having a property of absorbing moisture and a polymer having a photocurable material.
연속하여, 기판(100)의 하부로부터 자외선을 조사하여 상기 흡습층(100)을 경화하는 공정을 진행한다.Subsequently, ultraviolet rays are irradiated from the lower part of the
이때, 상기 연결전극(130)이 형성된 영역은 불투명한 금속재질의 금속이 구성되었기 때문에 이부분에 대응하는 흡습층(142)은 빛(자외선)이 차단되어 경화되지 않게 된다.At this time, the region where the
자외선의 강도를 강하게 하면, 상기 스위칭 소자 및 구동 소자(미도시, TD)에 형성된 흡습층은 경화되나, 상기 연결전극(130)은 보통 높이가 2㎛~3㎛이기 때문에, 상기 연결 전극(130)에 대응하는 흡습층(142)은 경화되지 않고 남아 있게 된다.When the intensity of the ultraviolet rays is increased, the moisture absorbing layer formed on the switching element and the driving element (not shown, T D ) is cured, but since the
도 6d에 도시한 바와 같이, 경화 공정을 진행한 후, 경화되지 않은 부분을 스피너(spinner)로 돌려 제거하는 스핀 드라인 방식을 사용하게 되면, 도시한 바와 같이, 기판(100)의 전면에 대해 상기 연결전극(130)을 제외한 영역만이 흡습층(146)이 형성된다.As shown in FIG. 6D, after the curing process is performed, a spinline method of removing the uncured portion by turning a spinner is used. As shown in FIG. 6D, the front surface of the
다음으로, 남겨진 흡습층을 열을 이용하여 경화하는 공정을 진행하여 기판에 이를 안정하게 고착화 시키는 공정을 진행한다.Next, a process of curing the remaining moisture absorbing layer using heat is performed to stably fix it to the substrate.
이때, 상기 흡습층은 열을 이용한 경화 공정을 진행할 수 도 있으며, 이때에는 별도의 공정을 거쳐 상기 연결전극을 노출하는 공정을 진행해야 한다.In this case, the moisture absorbing layer may proceed with a curing process using heat, and in this case, a process of exposing the connection electrode must be performed through a separate process.
상기, 경화되지 않은 부분의 흡습층을 제거하는 방법은 앞서 언급한 고속의 스핀 드라이 방식 이외에도 플라즈마(plasma)나 솔벤트(solvent)를 이용할 수 있다.The method of removing the moisture-absorbing layer of the uncured portion may use plasma or solvent in addition to the high speed spin dry method mentioned above.
전술한 바와 같은 공정을 통해 본 발명에 따른 유기전계 발광소자용 어레이기판을 제작할 수 있다.Through the process as described above it can be produced an array substrate for an organic light emitting device according to the present invention.
이하, 도면을 참조하여 상기 어레이기판과 합착되는 발광부의 형성공정을 설명한다.Hereinafter, a process of forming a light emitting part bonded to the array substrate will be described with reference to the drawings.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 발광부(발광기판)의 제조방법을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.7A to 7C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting unit (light emitting substrate) of an organic light emitting diode according to the present invention, in accordance with a process sequence.
도 7a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(200)상에 다수의 화소 영역(P)을 정의한다.As shown in FIG. 7A, a plurality of pixel areas P is defined on the transparent insulating
상기 화소 영역(P)이 정의된 기판(200)의 전면에 제 1 전극(202, 양극전극)을 형성한다. 상기 제 1 전극(202)은 유기 발광층(미도시)에 홀(hole)을 주입하는 홀 주입 전극으로 주로 투명하며 일함수(work function)가 높은 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 증착하여 형성한다.A first electrode 202 (anode electrode) is formed on the entire surface of the
다음으로, 상기 제 1 전극(202)의 앞서 언급한 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 화소 영역의 경계에 대응하여 차단층(204)을 형성한다. 상기 차단층(204)은 상기 제 1 전극(202)과 이후 형성된 제 2 전극 간의 상하 쇼트(shot)를 방지하기 위한 것이다.Next, a selected one of the above-mentioned inorganic insulating material groups of the
도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 차단층(204)이 형성된 기판(200)의 전면에 감광성 유기막을 두텁게 도포한 후 패턴하여, 상기 화소 영역(P)의 경계에 대응하는 차단층(204)의 상부에 격벽(206)을 형성한다.As shown in FIG. 7B, a thick photosensitive organic film is applied to the entire surface of the
도 7c에 도시한 바와 같이, 상기 격벽(206)으로 주변이 둘러싸인 화소 영의 제 1 전극 상에 적(R), 녹(G), 청색(B)의 빛을 발광하는 유기 발광층(208)을 형성한다.As shown in FIG. 7C, an
이때, 상기 유기 발광층(208)은 단층 또는 다층으로 구성할 수 있으며, 상기 유기 발광층이 다층으로 구성될 경우에는, 발광층(208a)에 홀 수송층(Hole Transporting Layer)(208b)과 전자 수송층(Electron Transporting Layer : ETL)(208c)을 더욱 구성한다.In this case, the organic
다음으로, 상기 발광층(208)이 형성된 기판(200)의 전면에 일함수(work function)가 낮은 도정선 금속을 증착하여, 상기 각 화소 영역(P)에 독립적으로 증착된 제 2 전극(210)을 형성한다.Next, a lead metal having a low work function is deposited on the entire surface of the
상기 제 2 전극(210)은 음극 전극으로써, 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 형성된 유기전계 발광소자 제조방법.The
전술한 바와 같은 공정을 통해 본 발명에 따른 듀얼플레이트 구조의 유기 발광 기판을 형성할 수 있다.Through the process as described above it is possible to form an organic light emitting substrate having a dual plate structure according to the present invention.
본 발명에 따른 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자는 흡습층을 포함함으로써, 수분제거를 통한 소자의 수명을 연장할 수 있는 장점이 있다.The organic electroluminescent device of the dual plate structure according to the present invention has an advantage of extending the life of the device through the removal of moisture by including a moisture absorption layer.
상기 흡습층을 형성함에 있어, 추가적인 마스크 공정을 필요로 하지 않기 때문에 공정을 단순화 하는 효과가 있다. In forming the moisture absorption layer, there is an effect of simplifying the process because it does not require an additional mask process.
또한, 유기전계 발광소자를 듀얼플레이트 구조로 형성하여, 종래의 구조와 달리 투명한 양극 전극(anode electrode)층이 기판의 상부에 위치할 수 있으므로, 탑에미션(top emission)방식으로 동작이 가능하여 개구영역을 더욱 확보할 수 있어 고휘도를 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the organic light emitting device is formed in a dual plate structure, unlike the conventional structure, a transparent anode electrode layer may be positioned on the upper portion of the substrate, so that the operation may be performed in a top emission method. Since the opening area can be further secured, high brightness can be realized.
또한, 하부 어레이부를 설계할 때 개구영역에 대해 고려할 필요가 없기 때문에 설계의 자유도가 매우 높고, 어레이부와 발광부를 별도로 제작하기 때문에 불량이 발생하여도 불량난 부분만 교체하면 되므로 생산 수율을 개선할 수 있는 효과가 있다. In addition, when designing the lower array part, there is no need to consider the opening area, so the design freedom is very high, and since the array part and the light emitting part are manufactured separately, only the defective part needs to be replaced even if a defect occurs, thereby improving production yield. It can be effective.
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