KR100629071B1 - 유기 전계 발광 소자 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 얇은 두께를 가지면서 산소 또는 수분의 침투를 방지할 수 있는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다. 상기 유기 전계 발광 소자는 복수의 픽셀들, 평탄화막, 경로연장부들 및 패시베이션막을 포함한다. 상기 픽셀들은 기판 위에 형성되고, 상기 평탄화막은 상기 픽셀들을 덮도록 형성된다. 상기 경로연장부들은 상기 평탄화막의 주변부에서 상기 기판 위에 형성되고, 상기 패시베이션막은 상기 평탄화막 및 경로연장부들 위에 형성된다. 상기 유기 전계 발광 소자는 평탄화막의 주변부에서 기판 위에 형성된 경로연장부들을 가지므로, 산소 또는 수분이 내부로 침투할 수 있는 경로가 연장되어 산소 또는 수분이 상기 패시베이션막의 내부로 침투하지 못한다.
유기 전계 발광 소자, 평탄화막, 패시베이션막

Description

유기 전계 발광 소자 및 이를 제조하는 방법{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
도 1a는 종래의 제 1 유기 전계 발광 소자를 도시한 평면도이다.
도 1b는 종래의 제 2 유기 전계 발광 소자를 도시한 평면도이다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 도시한 평면도이다.
도 2b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 2a의 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 2c는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 도 2a의 A부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 도시한 평면도이다.
본 발명은 유기 전계 발광 소자 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 얇은 두께를 가지면서 산소 또는 수분의 침투를 방지할 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는 소정의 전압이 인가된 경우 특정 파장의 빛을 발생시키는 소자로서, 종래에는 이하의 유기 전계 발광 소자들이 개발되었었다.
도 1a는 종래의 제 1 유기 전계 발광 소자를 도시한 평면도이다.
도 1a를 참조하면, 상기 제 1 유기 전계 발광 소자는 복수의 픽셀들(30), 게터(getter, 50) 및 셀캡(70)을 포함한다.
각 픽셀들(30)은 기판(10) 위에 순차적으로 형성된 인듐주석산화물층(100), 유기물층(120) 및 금속전극층(140)을 포함한다.
인듐주석산화물층(100)에 양의 전압이 인가되고 금속전극층(140)에 음의 전압이 인가된 경우, 유기물층(120)은 특정 파장의 빛을 발생시킨다.
게터(50)는 내부에 있는 산소(O2) 또는 수분(H2O)을 제거한다. 여기서, 게터(50)는 셀캡(70)에 부착된다.
셀캡(70)은 픽셀들(30)을 덮어서 산소(O2) 또는 수분(H2O)이 셀캡(70)의 내부로 침투하는 것을 방지한다. 또한, 셀캡(70)에는 게터(50)와 금속전극층이 접촉되는 것을 방지하기 위한 공간이 확보되어야 하며, 이로 인하여 셀캡(70)의 두께가 증가되었다.
최근에 핸드폰 등은 가볍고 두께가 얇아지고 있다. 그러므로, 이에 부합하기 위해, 핸드폰 등의 디스플레이 소자로서 사용되는 유기 전계 발광 소자도 얇아져야 했다. 그러나, 종래의 제 1 유기 전계 발광 소자는 게터(50)를 부착한 셀캡(70)을 사용하므로, 두께가 두꺼워지게 되어 최근의 추세에 부합되지 못하였다.
그래서, 이하의 제 2 유기 전계 발광 소자가 개발되었다.
도 1b는 종래의 제 2 유기 전계 발광 소자를 도시한 평면도이다.
도 1b를 참조하면, 상기 제 2 유기 전계 발광 소자는 픽셀들(30), 평탄화막(Planarization Layer, 200) 및 패시베이션막(Passivation Layer, 220)을 포함한다.
평탄화막(200)은 픽셀들(30) 위에 형성되어 픽셀들(30)과 패시베이션막(220) 사이의 접착력을 강화시킨다.
패시베이션막(220)은 평탄화막(200) 위에 형성되고, 그래서 산소(O2) 또는 수분(H2O)이 패시베이션막(220)의 내부 공간으로 침투하는 것을 방지한다. 그러나, 패시베이션막(220)과 기판(10)이 접착되는 부분 중 패시베이션막(220)의 에지(edge) 부분은 두께가 얇고 공정 특성상 산소(O2) 또는 수분(H2O)이 침투할 수 있었다. 그 결과, 픽셀들(30)에 산소(O2) 또는 수분(H2O)이 침투되어 픽셀들(30)의 발광 영역이 점차적으로 줄어들고, 결국은 픽셀들(30)은 발광하지 못하였다.
그러므로, 얇은 두께를 가지면서 산소(O2) 또는 수분(H2O)의 침투를 방지할 수 있는 유기 전계 발광 소자가 요구된다.
본 발명의 목적은 산소 또는 수분이 픽셀들에 영향을 미치지 않도록 산소 또는 수분의 침투를 방지하는 유기 전계 발광 소자및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자는 복수의 픽셀들, 평탄화막, 경로연장부들 및 패시베이션막을 포함한다. 상기 픽셀들은 기판 위에 형성되고, 상기 평탄화막은 상기 픽셀들을 덮도록 형성된다. 상기 경로연장부들은 상기 평탄화막의 주변부에서 상기 기판 위에 형성되고, 상기 패시베이션막은 상기 평탄화막 및 경로연장부들이 형성된 기판 위에 형성된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법은 기판 위에 형성된 복수의 픽셀들을 가지며, 상기 픽셀들을 덮도록 평탄화막을 형성하는 단계, 상기 평탄화막의 주변부에서 상기 기판 위에 복수의 경로연장부들을 형성하는 단계 및 상기 평탄화막 및 경로연장부들이 형성된 기판 위에 패시베이션막을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 및 이를 제조하는 방법은 평탄화막의 주변부에서 기판 위에 형성된 경로연장부들을 가지므로, 산소 또는 수분이 내부로 침투할 수 있는 경로가 연장되어 산소 또는 수분이 상기 패시베이션막의 내부로 침투하지 못한다.
또한, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 및 이를 제조하는 방법은 셀캡 대신에 평탄화막 및 패시베이션막을 사용하므로, 얇은 두께를 가지면서 산소 또는 수분의 침투를 방지할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 및 이를 제조하는 방법의 바람직한 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 도시한 평면도이고, 도 2b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 2a의 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다. 도 2c는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 도 2a의 A부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 경로연장부들(300), 픽셀들(30), 평탄화막(Planarization Layer, 320) 및 패시베이션막(Passivation Layer, 340)을 포함한다.
픽셀들(30)은 기판(10) 위에 형성된다. 상세하게는, 픽셀들(30)은 기판(10) 위에 인듐주석산화물층(Indium Tin Oxide Film, 100, 이하 "ITO층"이라 함), 유기물층(120) 및 금속전극층(140)이 순차적으로 증착됨에 의해 형성된다.
ITO층(100)은 애노드(anode)에 상응하며, 소정의 양의 전압이 인가된 경우 정공들을 유기물층(120)에 제공한다.
금속전극층(140)은 캐소드(cathode)에 상응하며, 소정의 음의 전압이 인가된 경우 전자들을 유기물층(120)에 제공한다.
유기물층(120)은 ITO층(100)위에 순차적으로 형성된 정공수송층(Hole Transporting Layer, HTL), 발광층(Emitting Layer, ETL) 및 전자수송층(Electron Transporting Layer, ETL)을 포함한다. 또는, 유기물층(120)은 ITO층(100)위에 순차적으로 형성된 정공주입층(Hole Injection Layer, HIL), 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층(Electron Injection Layer, EIL)을 포함한다.
ITO층(100)에 소정의 양의 전압이 인가되고 금속전극층(140)에 소정의 음의 전압이 인가된 경우, 상기 정공주입층은 ITO층(100)으로부터 제공된 정공들을 상기 정공수송층으로 원활하게 주입하고, 상기 전자주입층은 금속전극층(140)으로부터 제공된 전자들을 상기 전자수송층으로 원활하게 주입한다. 이어서, 상기 정공수송층은 상기 주입된 정공들을 상기 발광층으로 수송하고, 상기 전자수송층은 상기 주입된 전자들을 상기 발광층으로 수송한다. 계속하여, 상기 수송된 정공들과 전자들은 상기 발광층에서 재결합하여 특정 파장의 빛을 발생시키다.
경로연장부들(300)은 평탄화막(320)의 주변부에서 도 2a에 도시된 바와 같이 기판(10) 위에 형성된다. 여기서, 경로연장부들(300)은 정사각형 또는 직사각형 모양을 가진다.
평탄화막(320)은 픽셀들(30)을 덮도록 형성되며, 비전도성 유기막이다. 예를 들어, 평탄화막(320)은 벤조사이클로부텐(BenzoCyclo-Butene, BCB) 또는 씰크(Dow Chemical Company 상표, SiLK)로 이루어져 픽셀들(30)과 패시베이션막(340) 사이의 접착력을 강화시키고 증착 특성을 향상시킨다.
패시베이션막(340)은 평탄화막(320) 및 경로연장부들(300)이 형성된 기판 (10) 위에 형성된다. 여기서, 패시베이션막(340)은 산소(O2) 또는 수분(H2O)의 침투를 방지하는 막으로서 무기막이다.
도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 패시베이션막(340)은 평탄화막(320) 및 경로연장부들(300)이 형성된 기판(10) 위에 순차적으로 형성된 제 1 실리콘산화막(340a), 실리콘질화막(340b) 및 제 2 실리콘산화막(340c)을 포함하고, 그래서 산소(O2) 또는 수분(H2O)이 패시베이션막(340)의 내부로 침투하는 것을 방지한다.
실리콘질화막(340b)은 산소(O2) 또는 수분(H2O)의 침투를 방지하는데 우수한 특성이 있는 반면에 두껍게 형성되는 경우 물질 특성상 기판(10)을 휘어지게 할 수 있다. 그러므로, 실리콘질화막(340b)는 얇게 형성되어야 한다.
도 2c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 패시베이션막(340)은 평탄화막(320) 및 경로연장부들(300)이 형성된 기판(10) 위에 순차적으로 형성된 제 1 실리콘산화막(340a), 제 1 실리콘질화막(340b), 제 2 실리콘산화막(340c), 제 2 실리콘질화막(340d) 및 제 3 실리콘산화막(340e)을 포함한다.
산소(O2) 또는 수분(H2O)의 침투를 막기 위해서 실리콘질화막(340b 및 340d)을 두껍게 형성하는 경우, 기판(10)이 휘어질 수 있으므로 도 2c에 도시된 바와 같이 다수의 층으로 형성되어야 한다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 경로연장부들(300)이 형성된 기판(10) 위 에 패시베이션막(340)을 형성한다. 그러므로, 산소(O2) 또는 수분(H2O)이 패시베이션막(340)의 내부로 침투할 수 있는 침투경로가 종래의 유기 전계 발광 소자보다 길어진다. 그 결과, 산소(O2) 또는 수분(H2O)이 패시베이션막(340)의 내부로 침투되지 못한다. 다만, 산소(O2) 또는 수분(H2O)의 침투경로를 연장하기 위한 경로연장부들(300)은 기판(10)의 각 종단에서 복수개로 형성될 수도 있고 하나로 형성될 수도 있다. 다만, 기판(10)의 일 종단에 경로연장부들(300)이 각기 하나씩 형성되는 경우, 경로연장부들(300)은 산소(O2) 또는 수분(H2O)이 패시베이션막(340)의 내부로 침투하는 것을 방지할 만큼 충분히 긴 폭을 가지거나 높게 형성되어야 한다.
또한, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 종래의 유기 전계 발광 소자와 달리 셀캡을 가지고 있지 않으므로, 종래의 유기 전계 발광 소자보다 얇게 형성될 수 있다. 그러므로, 핸드폰 등에 사용될 경우, 상기 핸드폰 등은 종래의 핸드폰보다 얇은 구조를 가질 수 있다.
이하에서는, 상기 유기 전계 발광 소자의 제조 과정을 상술하겠다.
기판(10) 위에 픽셀들(30)을 형성한다.
이어서, 픽셀들(30)을 덮도록 평탄화막(320)을 증착한다.
계속하여, 평탄화막(320)의 주변부에서 기판(10) 위에 경로연장부들(300)을 증착한다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 경로연장부들(300)은 픽셀들(30)이 기판(10) 위에 형성되기 전에 형성될 수 있다.
이어서, 평탄화막(320) 및 경로연장부들(300)이 증착된 기판(10) 위에 패시 베이션막(340)을 형성한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 도시한 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 픽셀들(30), 경로연장부들(400), 평탄화막(420) 및 패시베이션막(440)을 포함한다.
픽셀들(30)은 도 2a에 도시된 픽셀들(30)을 구체적으로 도시하였으며, 도 2a에 도시된 픽셀들(30)과 동일한 기능을 수행한다. 다만, 설명의 편의상 도 3에는 3개의 픽셀들만을 도시하였다.
평탄화막(420)과 패시베이션막(440)은 도 2a에 도시된 유기 전계 발광 소자의 구성 요소들과 동일한 기능을 수행하므로, 이하 설명을 생략하겠다.
경로연장부들(400)은 각기 윗변의 길이가 아랫변의 길이보다 긴 사다리꼴 모양, 즉 오버행(overhang) 구조를 가지며, 산소(O2) 또는 수분(H2O)이 패시베이션막(440)의 내부로 침투하지 못하도록 산소(O2) 또는 수분(H2O)이 침투하는 침투경로를 연장시킨다. 물론, 경로연장부들(400)은 각기 윗변의 길이가 아랫변의 길이보다 작은 사다리꼴 모양을 가질 수도 있으나, 이후의 유기 전계 발광 소자 제조 과정을 고려하면 오버행 구조가 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 경로연장부들(400)은 격벽(180)과 동일한 물질로 이루어진다.
이하에서는 상기 유기 전계 발광 소자의 제조 과정을 상술하겠다.
기판(10) 위에 ITO층(100) 및 절연막(160)이 순차적으로 증착된다.
이어서, 절연막(160) 위에 격벽(180)이 형성되고, 동시에 기판(10) 위에 경로연장부들(400)이 형성된다. 즉, 경로연장부들(400)을 형성하기 위한 별도의 공정을 요구하지 않는다. 물론, 경로연장부들(400)은 픽셀들(30)이 형성되기 전 또는 평탄화막(420)이 형성된 후 형성될 수도 있다.
계속하여, ITO층(100) 위에 유기물층(120) 및 금속전극층(140)이 순차적으로 형성된다. 즉, 복수의 픽셀들(30)이 기판(10) 위에 형성된다.
이어서, 픽셀들(30)을 덮도록 평탄화막(420)이 형성된다.
계속하여, 평탄화막(420) 및 경로연장부들(400)이 형성된 기판(10) 위에 패시베이션막(440)이 형성된다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 및 이를 제조하는 방법은 평탄화막의 주변부에서 기판 위에 형성된 경로연장부들을 가지므로, 산소 또는 수분이 내부로 침투할 수 있는 경로가 연장되어 산소 또는 수분이 상기 패시베이션막의 내부로 침투하지 못하는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 및 이를 제조하는 방법은 셀캡 대신에 평탄화막 및 패시베이션막을 사용하므로, 얇은 두께를 가지면서 산소 또는 수분의 침투를 방지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 기판 위에 형성된 복수의 픽셀들을 가지는 유기 전계 발광 소자에 있어서,
    상기 픽셀들을 덮도록 형성된 평탄화막;
    상기 평탄화막의 주변부에서 상기 기판 위에 형성된 복수의 경로연장부들; 및
    상기 평탄화막 및 경로연장부들이 형성된 기판 위에 형성된 패시베이션막을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 경로연장부들은 윗변의 길이가 아랫변의 길이보다 긴 사다리꼴 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 각 경로연장부들은 직사각형 모양인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  4. 기판 위에 형성된 복수의 픽셀들을 가지는 유기 전계 발광 소자에 있어서,
    상기 픽셀들을 덮도록 평탄화막을 형성하는 단계;
    상기 평탄화막이 형성되는 영역의 주변부에서 상기 기판 위에 복수의 경로연장부들을 형성하는 단계; 및
    상기 평탄화막 및 경로연장부들이 형성된 기판 위에 패시베이션막을 형성하 는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 각 픽셀은,
    상기 기판 위에 인듐주석산화물층, 절연막 및 격벽을 순차적으로 형성하는 단계; 및
    상기 인듐주석산화물층 위에 유기물층 및 금속전극층을 순차적으로 형성하는 단계에 의해 형성되고,
    상기 경로연장부들은 상기 격벽이 형성될 때 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 경로연장부들은 상기 격벽과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 방법.
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