KR100707613B1 - 발광표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 IR DROP 현상으로 발생하는 휘도 불균일을 제거하기 위한 발광표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발광표시장치는 기판 상의 상기 화소 영역 상에 형성된 발광소자의 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상에 형성되며, 상기 제 1 전극을 부분적으로 노출시키는 개구부가 형성된 화소정의막과, 적어도 상기 화소정의막의 개구부 상에 형성된 발광층과, 상기 개구부 상에 형성된 상기 발광층 상에 형성되며 상기 발광층으로부터 발생된 빛을 투과하는 투과 전극과, 상기 투과 전극과 전기적으로 연결되도록 상기 화소정의막 상에 형성된 도전 금속을 포함하는 제 2 전극을 포함한다.

이에 따라, 발광소자에서 IR DROP를 방지할 수 있을 뿐만아니라, IR DROP 방지에 따른 화상표시부에서의 휘도 균일과 대형기판에서 고해상도의 전면발광을 구현할 수 있다.

전도성 물질, 파인 메탈 마스크

Description

발광표시장치 및 그 제조방법{light emitting diode and method for making light emitting diode using the same}

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 발광표시장치의 측단면도이다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 발광표시장치 제조방법의 단계별 측단면도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

100 : 기판 110 : 박막트랜지스터

120 : 제 1 전극 130 : PDL (Pixel Define Layer )

140 : 개구부 150 : 발광층

160 : 제 2 전극 160a: 투과 전극

160b : 도전 금속 170: 발광소자

본 발명은 발광표시장치 및 그 제조방법에 관한것으로서, 보다 구체적으로는 IR DROP 현상으로 발생하는 휘도 불균일을 제거하는 발광표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 유기발광소자(organic emitting light device)는 애노드 전극(anode)과 캐소드전극(cathode)으로 이루어진 한 쌍의 전극과, 발광층을 포함하는 구조이며, 보다 세부적으로는, 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층 및 전자수송층을 더 포함할 수 있다. 이러한 구조의 유기발광소자는 다음과 같은 발광원리에 의해 발광한다. 일단, 애노드 전극으로부터의 전공이 정공주입층으로 주입되고, 정공주입층으로 주입된 정공이 정공수송층에 의해 발광층으로 수송된다. 이와 함께, 캐소드 전극으로부터의 전자가 전자주입층으로 주입되고, 전자주입층으로 주입된 전자는 전자수송층에 의해 발광층으로 수송한다. 전술과 같이, 정공과 전자가 발광층으로 운반된 다음, 상호 결합하며, 이에 따라, 여기자가 형성됨으로써 발광층이 발광한다.

한편, 일반적으로 유기발광소자를 구성하는 애노드 전극은 투명 전극과 반사성 도전층 중 적어도 하나로 이루어진다. 캐소드전극 ITO( indium tin oxide ), IZO (indium zinc oxide ), ITZO( indium zinc oxide ) 및 ITZO( indium tin zinc oxide) 등과 같은 투명 전극, 및 Al, Ca, MgAg, Ag 중 적어도 하나를 선택하여 형성한다. 또한, 캐소드전극은 발광층에서 발생된 빛 투과를 용이하게 하기 위해, 대략 200Å이하로 얇게 형성한다. 특히, 전면발광 또는 양면발광의 경우에는 캐소 드전극의 투과도를 높이기 위해, MgAg 또는 Ca 등을 100Å내외로 증착하여 사용한다.

그러나, 전술한 바에 따르면, 발광층에서 발생된 빛을 용이하게 투과시키기 위해, 다른 층에 비해 캐소드 전극은 상대적으로 얇게 도포된다. 이로 인해, 캐소드전극이 단락될 수 있어, IR DROP 현상이 발생해 화상표시부에서의 휘도 불균일을 야기할 수 있다. 더욱이, 도전 금속( Al, Ca, MgAg, Ag 등)으로 캐소드 전극을 형성하는 경우에는 ITO, IZO 및 ITZO으로 형성하는 경우보다 더 얇게 형성되기 때문에, 도전 금속으로 형성하는 경우와 마찬가지로 IR DROP 현상이 발생하여 화상표시부에서의 휘도 불균일을 야기할 수 있다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점들을 해소하기 위해 도출된 발명으로, IR DROP를 방지하여, 화상표시부의 휘도 향상에 따라 대형기판에서의 고해상도 전면발광을 구현할 수 있는 발광표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한. 본 발명의 일측면에 따르면, 본 발광표시장치는 기판 상의 상기 화소 영역 상에 형성된 발광소자의 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상에 형성되며, 상기 제 1 전극을 부분적으로 노출시키는 개구부가 형성된 화소정의막과, 적어도 상기 화소정의막의 개구부 상에 형성된 발광층과, 상기 개구부 상에 형성된 상기 발광층 상에 형성되며 상기 발광층으로부터 발생된 빛을 투과하는 투과 전극과, 상기 투과 전극과 전기적으로 연결되도록 상기 화소정의막 상에 형성된 도전 금속을 포함하는 제 2 전극을 포함한다.

바람직하게는, 상기 투과 전극은ITO, IZO, ITZO, Al, Ca, MgAg, Ag 및 그 산화물로 이루어진 군 중 적어도 하나로 형성된다.

상기 도전 금속은 상기 투과 전극의 두께 보다 두껍게 형성되며, 상기 투과전극의 두께는 200Å이하로 형성되며, 상기 도전 금속의 두께는 800Å 이상으로 형성되며, 상기 도전 금속과 상기 투과 전극은 FMM(Fine Metal Mask)공정을 이용하여 형성된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발광표시장치의 제조방법은 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계와, 상기 제 1 전극을 부분적으로 노출시키며, 개구부를 구비하는 화소정의막을 형성하는 단계와, 상기 개구부 상에 발광층을 형성하는 단계와, 상기 발광층 상에 상기 발광층으로부터 발생된 빛을 투과시키는 투과 전극과, 상기 화소정의막 상에 상기 투과 전극과 전기적으로 연결되는 도전 금속을 포함한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예들을 도시한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광표시장치의 측단면도이다. 도 1 을 참조하면, 발광표시장치는 기판(100)과 박막트랜지스터(110), 박막트랜지스터(110)와 전기적으로 연결된 발광소자(170)를 포함한다. 기판(100)은 유리 및 합성수지와 같은 절연성을 띠는 재질로 이루어진다. 박막트랜지스터(110)는 반도체층(112), 게이트 전극(114), 소스/드레인 전극(115)을 포함한다.

박막트랜지스터(110)는 발광소자(170)와 전기적으로 연결된다. 발광소자(170)는, 제 1 전극(120) 상에 형성된 발광층(150), 발광층(150) 상에 형성된 제 2 전극(160)을 포함한다. 제 2 전극(160)은 투과 전극(160a)과 도전 금속(160b)을 포함한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 제 2 전극이 형성된 발광표시장치의 제조방법을 나타낸 측단면도이다.

도 2a 내지 도 2c를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 실시예를 설명하면, 발광표시장치는 기판(200)과 박막트랜지스터(210), 박막트랜지스터(210)와 전기적으로 연결된 발광소자(270)를 포함한다. 발광표시장치를 제조하기 위해서는 우선 기판(200)을 준비한다. 기판(200)은 유리 및 합성수지와 같은 절연성을 띠는 재질로 이루어진다. 기판(200) 상에는 능동 매트릭스 유기 전계발광소자의 통상적인 방법에 의해 형성된 박막트랜지스터(210)가 형성된다. 박막트랜지스터(210)는 반도체층(212), 게이트 전극(214), 소스/드레인 전극(215)을 포함한다. 기판(200) 상에는 버퍼층(211)이 형성되고, 버퍼층(211) 상에는 액티브 채널층(212a)과 오믹콘택층(212b) 사이에 LDD층(미도시)을 포함하는 반도체층(212)이 형성되고, 반도체층(212) 상에는 위로 게이트 절연막(213)과 게이트 전극(214)이 순차적으로 형성된다. 게이트 전극(214) 상에는 반도체층(212) 중 오믹콘택층(212b)을 노출시키는 컨택홀(218)이 형성된 층간 절연막(216)이 형성되고, 층간 절연막(216) 상에는 소스 및 드레인 전극(215)이 컨택홀(218)을 통해 오믹콘택층(212b)과 접촉하도록 형성된다. 소스 및 드레인 전극(215) 상에는 소스 및 드레인 전극(215) 중 적어도 하나를 노출시키는 컨택홀(218)이 형성된 평탄화막(217)이 형성되어 있다. 그 다음 콘택홀(218)을 통해 소스 및 드레인 전극(215)과 접촉하는 발광소자의 제 1 전극(220)을 형성한다. 제 1 전극(220)은 단일층 또는 다중층으로 형성 될수 있으며 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 은(Ag), 은 합금 또는 ITO, IZO 등과 같은 도전성 금속 산화물을 이용할 수 있다.

도 2b 를 참조하면, 발광소자(270)의 제 1 전극(220) 상에는 화소정의막(230)이 형성된다. 화소정의막(230)은 감광 절연막, 비감광 절연막, 일반 절연막으로 형성할 수 있다. 화소정의막(230)에는 제 1 전극(220)을 부분적으로 노출시키는 개구부(240)가 형성된다. 개구부(240) 상에는 발광층(250)이 형성된다. 발광층(250)은 정공 주입층 및 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 일부를 포함한다. 이러한 구조를 갖는 발광층(250)은, 제 1 전극(220)과 제 2 전극(260)으로 부터 발광층(250)으로 주입된 정공 및 전자가 결합하면서 빛을 발생한다.

도 2c 를 참조하면, 발광소자(270)의 제 2 전극(260)은 발광층(250) 상부의 발광 영역 상에 형성된 투과 전극(260a)과, 개구부(240)를 포함한 화소정의막(230) 상에 형성된 도전 금속(260b)으로 이루어진다. 본 실시예에서는 도전 금속(260b)이 형성된 후 투과 전극(260a)이 형성되는 것이 개시되어 있으나, 투과 전극(260a)이 형성된 후 도전 금속(260b)이 형성될 수도 있음은 물론이다. 이때, 제 2 전극(260)을 구성하는 투과 전극(260a)과 도전 금속(260b)은 전기적으로 연결된다.

보다 구체적으로, 투과 전극(260a)은 열증착법, 스퍼터링법 등을 사용하여 형성한다. 투과 전극(260a)은 투명성을 띄는 ITO(indium tin oxide ), IZO(indium zinc oxide), ITZO( indium tin zinc oxide), 도전성 금속산화물인 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 은-마그네슘(MgAg), 은(Ag)및 그 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되어 형성된다. 이러한, 투과 전극(260a)은 그 증착 두께에 따라 면저항이 선형적으로 증가하기 때문에, 즉, 투과전극(260a) 두께에 따라 투과율이 상대적으로 변화하기 때문에, 발광층(250)에서 발생된 빛 투과를 용이하게 하기 위해, 투과전극(260a)의 두께를 대략 200Å이하로 얇게 형성하는 것이 효율적이다.

도전 금속(260b)의 재료는 일반적인 모든 금속을 사용할 수 있다. 도전 금속(260b)은 투과 전극(260a)의 두께보다 두껍게 형성하는데, 도전 금속(260b)의 두께는 대략 800Å 이상인 것이 바람직한데, 이는 도전 금속(260b)과 투과 전극(260a) 사이의 IR DROP을 방지하고 도전성을 향상 시키기 위해서이다.

본 실시예에서 투과 금속(260a)은 개구부(240) 영역에만 형성되어야 하고, 도전 금속(260b)은 개구부(240) 영역 이외에만 형성되어야 하기 때문에 FMM(Fine Metal Mask)공정을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서는 제 2 전극(260)을 구성하는 투과 전극(260a)이 단일층의 투명성을 띄는 도전성 금속 산화물로 형성하는 것이 개시되어 있으나, 이에 한정하지 않고 투과 전극(260a)을 단일층의 은마그네슘(MgAg), 또는 다중층의 은마그네슘(MgAg)과 투명성을 띄는 도전성 금속 산화물로 형성할 수 있음은 물론이다. 또한, 도전 금속(260b)은 단일층 또는 다중층으로 형성할 수 있다.

전술한 실시예에서는 투과 전극이 개구부 영여에만 형성되어 있는 것이 개시되어있으나 도전 금속 상에 전면 증착될 수 있다.

이상 본 발명을 상세히 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 물론이다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 발광소자에서 발광층 상에 투명 캐소드를 발광층 이외의 영역에 전도성 물질로 형성함으로써, IR DROP 현상을 없앨 수 있다. 또한, IR DROP 현상을 없앨 수 있으므로, 휘도를 균일하게 유지시킬 수 있다. 휘도를 균일하게 유지시킬 수 있어, 대형기판에서 고해상도의 전면발광을 구현할 수 있다.

Claims (10)

1. 기판 상의 화소 영역 상에 형성된 발광소자의 제 1 전극;

   상기 제 1 전극 상에 형성되며, 상기 제 1 전극을 부분적으로 노출시키는 개구부가 형성된 화소정의막;

   적어도 상기 화소정의막의 개구부 상에 형성된 발광층; 및

   상기 개구부 상에 형성된 상기 발광층 상에 형성되며, 상기 발광층으로부터 발생된 빛을 투과하는 투과 전극과, 상기 투과 전극과 전기적으로 연결되도록 상기 화소정의막 상에 형성된 도전 금속을 포함하는 제 2 전극;

   을 포함하는 발광표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 투과 전극은 ITO, IZO, ITZO, Al, Ca, MgAg, Ag 및 그 산화물로 이루어진 군 중 적어도 하나를 이용하는 발광표시장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 도전 금속은 상기 투과 전극의 두께 보다 두껍게 형성되는 발광표시장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항 에 있어서,

   상기 투과 전극의 두께는 200Å 이하로 형성되는 발광표시장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 도전 금속의 두께는 800Å 이상으로 형성되는 발광표시장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 도전 금속과 상기 투과 전극은 FMM(Fine Metal Mask)공정을 이용하여 형성되는 발광표시장치.
7. 기판 상에 발광소자의 제 1 전극을 형성하는 단계;

   상기 제 1 전극을 부분적으로 노출시키며, 개구부를 구비하는 화소정의막을 형성하는 단계;

   상기 발광층 상에 상기 발광층으로부터 발생된 빛을 투과시키는 투과 전극과, 상기 화소정의막 상에 상기 투과 전극과 전기적으로 연결되는 도전 금속을 포함하는 제 2 전극을 형성하는 단계;

   를 포함하는 발광표시장치의 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 도전 금속이 상기 투과 전극 보다 두껍게 형성되는 발광표시장치의 제조방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 투과 전극은 ITO, IZO, ITZO, Al, Ca, MgAg, Ag 및 그 산화물로 이루어진 군 중 적어도 하나를 이용하는 발광표시장치의 제조방법.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 투과 전극과 상기 도전 금속을 형성하는 단계에서는 FMM(Fine Metal Mask) 공정을 이용하는 발광표시장치의 제조방법.

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