KR100765522B1

KR100765522B1 - 전계발광소자와 그 제조방법

Info

Publication number: KR100765522B1
Application number: KR1020060011303A
Authority: KR
Inventors: 김창남; 김상균; 이호년; 정명종; 성면창; 강선길; 김도열; 양원재; 신영훈; 김홍규
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2007-10-10
Also published as: US7488976B2; US20070194307A1; KR20070080150A

Abstract

본 발명은 전계발광소자와 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 전계발광소자는, 기판; 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부; 박막트랜지스터부 상에 콘택홀을 갖고 형성된 평탄막; 평탄막 상에 형성되며 콘택홀을 통해 박막트랜지스터부의 소스 또는 드레인전극과 전기적으로 연결된 콘택전극; 콘택전극과 일정간격 이격되어 평탄막 상에 형성된 제1전극; 제1전극 상부를 덮고 콘택전극의 외곽 인접영역에 일부 중첩되도록 제1전극 상에 형성된 발광층; 및 콘택전극의 일부에 전기적으로 연결되도록 발광층 상에 형성된 제2전극을 포함한다.

전계발광소자, 평탄막, 콘택전극

Description

전계발광소자와 그 제조방법{Light Emitting Diode and Method for Manufacturing the same}

도 1a와 도 1b는 종래 유기전계발광소자와 유기물층을 나타낸 도면.

도 2a는 본 발명에 따른 전계발광소자를 나타낸 도면.

도 2b는 도 2a의 발광층의 구조를 나타낸 도면.

도 2c와 도 2d는 도 2a의 일부를 설명하기 위해 평면상에 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 전계발광소자를 나타낸 도면.

도 4a와 도 4b는 본 발명의 제3실시예에 따른 전계발광소자를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 전계발광소자의 제조방법을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

210,310,410: 기판 220,320,420: 커버 기판

230,330,430: 박막트랜지스터부 240,340,440: 발광부

250,350,450: 평탄막 260,360,460: 보호막

270,370,470: 실란트 280,380,480: 콘택전극

본 발명은 전계발광소자와 그 제조방법에 관한 것이다.

유기전계발광소자는 전자(election) 주입전극(cathode)과 정공(hole) 주입전극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자와 정공이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.

이러한, 유기전계발광소자는 구동방식에 따라 수동매트릭스형 유기전계발광소자(Passive Matrix Organic Light Emitting Diode: PMOELD)와 능동매트릭스형 유기전계발광소자(Active Matrix Organic Light Emitting Diode : AMOELD)로 구분된다. 또한, 능동매트릭스형 유기전계발광소자를 구동하는 박막트랜지스터는 a-Si, p-Si (LTPS) 등과 같이 그 형성 방법과 재료에 따라 여러 종류로 구분된다.

여기서, p-Si 박막트랜지스터를 이용한 능동매트릭스형 유기전계발광소자의 경우 a-Si에 비해 원가경쟁력에서 크게 뒤진다는 단점이 있다.

반면, a-Si 박막트랜지스터를 이용한 능동매트릭스형 유기전계발광소자의 경우 원가경쟁력에서 p-Si 보다 훨씬 우수하지만 소스타입(source type) 이기 때문에 캐소드가 소스 또는 드레인전극과 연결되어야 하고, 유기발광부도 거꾸로 형성해야 했다.

이하 도시된 도면을 참조하여 종래 유기전계발광소자의 문제점을 설명한다.

도 1a와 도 1b는 종래 유기전계발광소자와 유기물층을 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 종래 유기전계발광소자(100)는, 기판(110) 상에 박막트랜지스터부(130)와 발광부(140)가 형성되어 있고, 박막트랜지스터부(130)와 발광부 (140)를 보호하도록 보호막(160)이 형성되어 있다. 또한, 기판(110) 상에 형성된 소자를 보호하기 위하여 커버 기판(120)을 구비하고 기판(110)과 커버 기판(120)이 고상 실란트(170) 등으로 밀봉되어 있다. 여기서, 유기전계발광소자(100)는 전면발광형이기 때문에, 커버 기판(120)은 투명의 글라스 기판으로 형성된다.

자세하게는, 기판(110) 상에는 게이트(131)가 형성되어 있고, 게이트(131)를 절연하는 게이트 절연막(132)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(132) 상에는 액티브층(133)이 a-Si으로 형성되어 있다. 또한, 액티브층(133)의 상부에는 게이트(131) 양쪽으로 오믹콘택층(134)이 형성되어 있고, 게이트(131) 양쪽에 형성된 오믹콘택층(134) 상에 각각 소스(135)와 드레인(136)이 형성되어 박막트랜지스터부(130)를 이루게 된다.

한편, 박막트랜지스터부(130)의 상부에는 발광부(140)를 균일하게 형성할 수 있도록 박막트랜지스터부(130) 상부에 유기 평탄막(150)이 형성되어 있다. 평탄막(150)에는 하부에 형성된 박막트랜지스터부(130)와 발광부(140)가 전기적으로 연결되도록 콘택홀이 형성되며, 평탄막(150) 상에 형성된 화소전극(141)은 콘택홀을 통해 박막트랜지스터부(130)의 드레인(136)과 연결되어 있다.

이어서, 화소전극(141) 상에는 유기물층(143)이 형성되어 있고, 유기물층(143) 상에는 캐소드전극(144)이 형성되어 박막트랜지스터부(130)의 구동에 의해 발광되는 발광부(140)를 이루게 된다. 한편, 도시된 도 1b와 같이 유기물층(143)은 HIL(정공주입층), HTL(정공수송층), EML(발광층), ETL(전자수송층), EIL(전자주입층)이 유기물로 형성되어 있다. 여기서, 유기물층(143)은 절연막(142)에 의해 각각 분리 형성되어 있다. 앞서 기술한 박막트랜지스터부(130)와 발광부(140)를 포함하여 전체적인 발광영역을 이루게 된다.

위와 같은 유기전계발광소자(100)는, 박막트랜지스터부(130)가 a-Si으로 형성해야 함으로써, 발광부(140)를 모두 거꾸로(통상 inverted top) 형성해야 했다. 여기서, 캐소드전극(144)은 통상 Al(알루미늄)으로 형성되는데, Al은 포토(photo)공정을 거치거나, 대기 중에서 형성시 Oxide(산화물)가 발생하여 소자 적용이 어렵게 된다.

이에 따라, 진공 중에서 캐소드전극(144)를 형성하여 바로 발광부(140)를 형성하기도 하는데, 이렇게 되면 캐소드전극(144)의 패턴을 형성하기가 불가능해지는 문제가 발생한다.

이외에도 inverted top 형성에는 발광부(140)와 화소전극(141) 형성시 화소전극(141)이 되는 애노드전극을 통상 얇은 금속(METAL)이나 도전층(ITO)을 사용하여 형성하는데, 도전층 스퍼터링(sputtering) 시 발광부(140)의 유기층이 손상되는 문제가 발생한다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, a-Si 박막트랜지스터 상에 평탄막을 형성하고, 소스 또는 드레인전극 상의 평탄막에 콘택전극 또는 콘택홀을 형성한 후, 애노드전극과 발광부를 형성하고, 발광부 상에 형성된 캐소드전극이 콘택전극 또는 콘택홀을 통해 소스 또는 드레인전극에 전기적으로 연결되도록 한다. 이때, 애노드전극은 평탄막 상에 전체적으로 형성된 공통전극이 되게 하며, 콘 택전극 또는 콘택홀 상에 격벽을 형성하여 캐소드전극이 격벽에 의해 분리 형성될 수 있도록 한다.

이에 따라, a-Si 박막트랜지스터를 이용하여서도 일반적인 발광부(normal top) 구조로 형성할 수 있도록 하여 원가경쟁력 및 공정성을 모두 갖춘 능동 매트릭스형 전계발광소자를 형성할 수 있게 된다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전계발광소자는, 기판; 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부; 박막트랜지스터부 상에 콘택홀을 갖고 형성된 평탄막; 평탄막 상에 형성되며 콘택홀을 통해 박막트랜지스터부의 소스 또는 드레인전극과 전기적으로 연결된 콘택전극; 콘택전극과 이격되어 평탄막 상에 형성된 제1전극; 제1전극 상부를 덮고 콘택전극의 외곽 인접영역에 일부 중첩되도록 제1전극 상에 형성된 발광층; 및 콘택전극의 일부에 전기적으로 연결되도록 발광층 상에 형성된 제2전극을 포함한다.

여기서, 제1전극은 애노드전극으로 평탄막 상에 공통전극으로 형성되어 있고, 제2전극은 캐소드전극으로 콘택전극을 기준으로 분리 형성된 것이다.

여기서, 콘택전극 외곽 인접영역에는 제1전극이 형성된 영역 일부를 절연하고 콘택전극 일부가 노출되도록 절연막이 추가로 더 형성된 것이다.

여기서, 콘택전극의 노출된 일부에 제2전극이 증착되어 제2전극과 콘택전극이 전기적으로 연결된 것이다.

여기서, 콘택전극 상에는 격벽이 추가로 더 형성되어 제2전극이 발광층 상에 형성될 때, 콘택전극의 일부에 용이하게 증착되어 콘택전극과 전기적 연결되고, 제2전극은 화소마다 분리 형성된 것이다.

여기서, 격벽은 발광층에서 형성된 빛이 상호 간섭되지 않도록 하나의 화소를 감싸도록 형성된 것이다.

여기서, 박막트랜지스터부는 a-Si으로 형성된 것이다.

여기서, 발광층은 유기물층으로 형성된 것이다.

한편, 본 발명에 따른 전계발광소자는, 기판; 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부; 박막트랜지스터부 상에 콘택홀을 갖고 형성된 평탄막; 평탄막 상에 형성되며 콘택홀을 통해 박막트랜지스터부의 소스 또는 드레인전극과 전기적으로 연결된 콘택전극; 콘택전극과 이격되어 평탄막 상에 형성된 제1전극; 콘택전극과 이격 형성된 제1전극 사이를 절연하고 콘택전극의 일부가 노출되도록 콘택전극과 제1전극 상에 형성된 절연막; 콘택전극 상에 형성된 격벽; 제1전극과 절연막의 일부를 덮도록 형성된 발광층; 및 격벽에 의해 상호 분리되며 콘택전극의 일부에 전기적으로 연결되도록 발광층 상에 형성된 제2전극을 포함한다.

여기서, 격벽과 인접한 절연막 상에는 추가격벽이 더 형성되어 발광층에서 형성된 빛이 상호 간섭되지 않도록 하나의 화소를 감싸도록 형성된 것이다.

여기서, 박막트랜지스터부는 a-Si으로 형성된 것이다.

여기서, 발광층은 유기물층으로 형성된 것이다.

한편, 본 발명에 따른 전계발광소자는, 기판; 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부; 박막트랜지스터부 상에 콘택홀을 갖고 형성된 평탄막; 콘택홀과 이격되어 평탄막 상에 형성된 제1전극; 제1전극 일부에 콘택홀이 노출되도록 콘택홀 주위에 이격 형성되어 제1전극 사이를 절연하도록 형성된 절연막; 제1전극과 절연막의 일부를 덮도록 형성된 발광층; 및 발광층 상에 형성되어 콘택홀을 통해 박막트랜지스터부의 소스 또는 드레인전극에 전기적으로 연결된 제2전극을 포함한다.

여기서, 박막트랜지스터부는 a-Si으로 형성된 것이다.

여기서, 콘택홀의 상부와 콘택홀이 기울어진 내측 영역에 격벽이 추가로 더 형성된 것이다.

여기서, 격벽에 의해 제2전극이 증착될 때, 소스 또는 드레인전극의 일부에 용이하게 증착되는 것이다.

여기서, 발광층은 유기물층으로 형성된 것이다.

한편, 본 발명에 따른 전계발광소자의 제조방법은, 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부 상에 평탄막을 형성하고 박막트랜지스터부의 소스 또는 드레인전극이 노출되도록 평탄막에 콘택홀을 형성하는 평탄막 형성단계; 콘택홀을 통해 소스 또는 드레인전극에 전기적으로 연결되도록 평탄막 상에 콘택전극을 형성하는 콘택전 극 형성단계; 콘택전극 외곽 인접영역과 이격되도록 제1전극을 형성하는 제1전극 형성단계; 제1전극 상부를 덮고 콘택전극 외곽 인접영역과 일부 중첩되도록 발광층을 형성하는 발광층 형성단계; 및 발광층 상부를 덮고 콘택전극의 일부에 전기적으로 연결되도록 제2전극을 형성하는 제2전극 형성단계를 포함한다.

여기서, 제1전극 형성단계 이후, 콘택전극 상에 격벽을 형성하는 격벽 형성단계를 추가로 더 포함하여 발광층 형성단계에서는 발광층이 격벽에 의해 화소별로 분리 형성되고, 제2전극 형성단계에서는 제2전극이 격벽에 의해 콘택전극의 일부에 용이하게 증착되어 전기적으로 연결되며 화소별로 분리 형성되는 것이다.

여기서, 제1전극 형성단계 이후, 콘택전극과 제1전극 사이를 절연하는 절연막 형성단계를 추가로 더 포함한다.

여기서, 격벽과 인접한 절연막 상에는 추가격벽을 더 형성하여 발광층에서 형성된 빛이 상호 간섭되지 않도록 하나의 화소를 감싸도록 형성할 수 있다.

여기서, 박막트랜지스터부는 a-Si으로 형성된 것이다.

여기서, 발광층은 유기물층으로 형성된 것이다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

<제1실시예>

도 2a는 본 발명에 따른 전계발광소자를 나타낸 도면이고, 도 2b는 도 2a의 발광부의 구조를 나타낸 도면이고, 도 2c와 도 2d는 도 2a의 일부를 설명하기 위해 평면상에 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전계발광소자(200)는, 기판(210) 상에 박막트랜지스터부(230)가 형성되어 있고, 박막트랜지스터부(230) 상에 콘택홀을 갖고 평탄막(250)이 형성되어 있다. 또한, 평탄막(250) 상에 형성된 콘택홀을 통해 박막트랜지스터부(230)의 소스(235) 또는 드레인(236)전극과 전기적으로 연결된 콘택전극(280)을 통해 발광부(240)의 제2전극(244)이 전기적으로 연결되어 있고, 발광부(240)는 일반적인 (normal top) 형식으로 형성되어 있다. 여기서, 박막트랜지스터부(230)와 발광부(240)를 보호하도록 보호막(260)이 형성되어 있다. 또한, 기판(210) 상에 형성된 소자를 보호하기 위하여 커버 기판(220)을 구비하고 기판(210)과 커버 기판(220)이 고상 실란트(270) 등으로 밀봉되어 있다. 여기서, 커버 기판(220)은 투명의 소재로 기판(210)과 밀봉되어 전면발광을 하게 된다.

자세하게는, 기판(210) 상에 게이트(231)가 형성되어 있고, 게이트(231)를 절연하는 게이트 절연막(232)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(232) 상에는 액티브층(233)이 a-Si으로 형성되어 있다. 또한, 액티브층(233)의 상부에는 게이트(231) 양쪽으로 오믹콘택층(234)이 형성되어 있고, 게이트(231) 양쪽에 형성된 오믹콘택층(234) 상에는 소스(235)와 드레인(236)이 각각 형성되어 박막트랜지스터부(230)를 이루게 된다.

한편, 박막트랜지스터부(230)의 상부에는 발광부(240)를 균일하게 형성할 수 있도록 박막트랜지스터부(230) 상부에 투명의 유기 평탄막(250)이 형성되어 있다. 평탄막(250)에는 콘택홀이 형성되며, 평탄막(250)의 상부와 콘택홀에 콘택전극(280)이 형성되어 있다. 평탄막(250) 상에는 콘택전극(280)과 일정간격 이격되도록 제1전극(241)이 형성되어 있다. 여기서, 제1전극(241)은 평탄막(250) 상에 형성되어 공통전극으로 사용되는 애노드전극이 된다.

제1전극(241) 상에는 제1전극(241) 상부를 덮고 콘택전극(280)의 외곽 인접영역에 일부 중첩되도록 발광층(243)이 형성되어 있다.

여기서, 도 2b를 참조하면, 발광층(243)은 HIL(정공주입층), HTL(정공수송층), EML(발광층), ETL(전자수송층), EIL(전자주입층)이 유기물로 형성되어 있다. 여기서, 각 발광층(243)은 절연막(242)에 의해 각각 분리 형성되어 있다.

이어서, 발광층(243) 상에는 콘택전극(280)의 일부에 전기적으로 연결되도록 제2전극(244)이 형성되어 있다. 제2전극(244)은 캐소드전극으로써 콘택홀을 통해 박막트랜지스터부(230)의 드레인(236)과 연결된 콘택전극(280)과 전기적으로 연결되게 된다.

여기서, 발광부(240)와 그 하부에 형성된 박막트랜지스터부(230)를 보호하도록 투명의 보호막(260)이 기판(210) 전면에 형성되어 있다.

위와 같은 전계발광소자(200)는, a-Si을 이용하여 박막트랜지스터부(230)를 형성하였어도 발광부(240)구조를 일반적인 (normal top)형태로 형성할 수 있게 되어 있다. 여기서, 박막트랜지스터부(230)의 드레인(236)과 연결된 콘택전극(280)에 제2전극(244) 전기적으로 연결되어 있다. 이것은, 콘택전극(280)의 노출된 일부에 제2전극(244)이 증착되어 제2전극(244)과 콘택전극(280)이 전기적으로 연결됨으로 써, 박막트랜지스터부(230)의 드레인(236)과 연결된다.

도 2c를 참조하면, 절연막(242)이 제1전극(241)과 콘택전극(280)의 일부를 절연하도록 형성되어 있고, 콘택전극(280) 상에 격벽(290)이 형성되어 있다. 제1전극(241) 상에는 발광층(243)이 형성되어 있으나 이는 이후 발광층(243) 상에 형성되는 제2전극(244)이 콘택전극(280)의 일부에 증착되는 것을 설명하기 위하여 생략한다.

도 2d를 참조하면, 제2전극(244)이 발광층(미도시) 전면에 형성되면 앞서 설명한 격벽(290)에 의해 콘택전극(280)의 일부에 제2전극(244)이 증착됨과 함께 분리형성되게 됨을 알 수 있게 된다.

위와 같은 구조에는 콘택전극(280) 상에 격벽(290)이 추가로 더 형성되어 제2전극(244)이 발광층(243) 상에 형성될 때, 콘택전극(280)의 일부에 용이하게 증착된다. 격벽(290)을 이용하지 않고, 마스크를 이용하여 제2전극(244)이 콘택전극(280)의 일부에 증착되도록 할 수 있다. 그러나 공정상의 편의를 따진다면 격벽(290)을 형성하고 이를 이용하여 제2전극(244)이 전면에 증착될 때, 격벽(290)에 의해 분리 형성되며 제2전극(244)이 콘택전극(280)에 증착되는 것이 용이하다.

여기서, 격벽(290)은 발광층(243)에서 형성된 빛이 상호 간섭되지 않도록 하나의 화소를 감싸도록 각 화소를 둘러싸도록 화소마다 형성된다.

이에 따라, 본 발명은 a-Si 박막트랜지스터를 이용하여서도 일반적인 발광부(normal top) 구조로 형성할 수 있도록 하여 원가경쟁력 및 공정성을 모두 갖춘 능동 매트릭스형 전계발광소자를 형성할 수 있게 된다.

<제2실시예>

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 전계발광소자를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 전계발광소자(300)는 제1실시예의 구성과 상당부분 대동소이하여 설명의 중복을 피하고자 간단한 구조설명과 변형된 부분을 설명한다.

본 발명에 따른 전계발광소자(300)는, 기판(310) 상에 a-Si 박막트랜지스터부(330)가 형성되어 있다. 박막트랜지스터부(330) 상에는 콘택홀을 갖고 투명의 유기 평탄막(350)이 형성되어 있고, 평탄막(350) 상에는 콘택홀을 통해 박막트랜지스터부(330)의 소스 또는 드레인전극과 전기적으로 연결된 콘택전극(380)이 형성되어 있다.

또한, 평탄막(350) 전면에는 콘택전극(380)과 일정간격 이격되어 제1전극(341)이 공통전극으로 형성되어 있다. 여기서, 절연막(342)에 의해 콘택전극(380)과 이격 형성된 제1전극(341) 사이가 절연되어 있고, 콘택전극(380)의 일부는 노출되도록 절연되어 있다.

게다가, 콘택전극(380) 상에는 격벽(390)이 형성되어 있고, 제1전극(341)과 절연막(342)의 일부를 덮도록 유기층으로 이루어진 발광층(343)이 형성되어 있다. 발광층(343) 상에는 격벽(390)에 의해 상호 분리되며 콘택전극(380)의 일부에 전기적으로 연결되도록 제2전극(344)이 형성되어 있다.

여기서, 격벽(390)과 인접한 절연막(342) 상에는 추가격벽(391)이 더 형성되어 발광층(343)에서 형성된 빛이 상호 간섭되지 않도록 하나의 화소를 감싸도록 형 성되어 있다. 여기서, 추가격벽(391)은 제2전극(344)이 발광층(343) 상에 형성될 때, 보다 용이하게 제2전극(344)을 분리 형성하는 역할도 하게 된다.

<제3실시예>

도 4a와 도 4b는 본 발명의 제3실시예에 따른 전계발광소자를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전계발광소자(400)는, 기판(410) 상에 박막트랜지스터부(430)가 형성되어 있고, 박막트랜지스터부(430) 상에 콘택홀(H)을 갖고 투명의 유기 평탄막(450)이 형성되어 있다. 또한, 평탄막(450) 상에 형성된 콘택홀(H)을 통해 제2전극(444)이 박막트랜지스터부(430)의 소스(435) 또는 드레인(436)전극과 전기적으로 연결되어 있고, 발광부(440)는 일반적인 (normal top) 형식으로 형성되어 있다. 여기서, 박막트랜지스터부(430)와 발광부(440)를 보호하도록 보호막(460)이 형성되어 있다. 또한, 기판(410) 상에 형성된 소자를 보호하기 위하여 커버 기판(420)을 구비하고 기판(410)과 커버 기판(420)이 고상 실란트(470) 등으로 밀봉되어 있다. 여기서, 커버 기판(420)은 투명의 소재로 기판(410)과 밀봉되어 전면발광을 하게 된다.

자세하게는, 기판(410) 상에 게이트(431)가 형성되어 있고, 게이트(431)를 절연하는 게이트 절연막(432)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(432) 상에는 액티브층(433)이 a-Si으로 형성되어 있다. 또한, 액티브층(433)의 상부에는 게이트(431) 양쪽으로 오믹콘택층(434)이 형성되어 있고, 게이트(431) 양쪽에 형성된 오믹콘택층(434) 상에는 소스(435)와 드레인(436)이 각각 형성되어 박막트랜지스터부(430) 를 이루게 된다.

한편, 박막트랜지스터부(430)의 상부에는 발광부(440)를 균일하게 형성할 수 있도록 박막트랜지스터부(430) 상부에 유기 평탄막(450)이 형성되어 있다. 평탄막(450)에는 콘택홀(H)이 형성되어 있다. 평탄막(450) 상에는 콘택홀(H)과 일정간격 이격되도록 평탄막(450) 전면에 제1전극(441)이 형성되어 있다. 여기서, 제1전극(441)은 평탄막(450) 전면에 형성되어 공통전극으로 사용되는 애노드전극이 된다.

제1전극(441) 상에는 제1전극(441) 상부를 덮고 콘택홀(H)의 외곽 인접영역에 일부 중첩되도록 발광층(443)이 형성되어 있다. 발광층(443)은 HIL(정공주입층), HTL(정공수송층), EML(발광층), ETL(전자수송층), EIL(전자주입층)이 유기물로 형성되어 있다. 여기서, 각 발광층(443)은 절연막(442)에 의해 각각 분리 형성되어 있다.

이어서, 발광층(443) 상에는 콘택홀(H)의 일부에 전기적으로 연결되도록 제2전극(444)이 형성되어 있다. 제2전극(444)은 캐소드전극으로써 콘택홀(H)을 통해 박막트랜지스터부(430)의 드레인(436)과 전기적으로 연결되게 된다.

여기서, 발광부(440)와 그 하부에 형성된 박막트랜지스터부(430)를 보호하도록 투명의 보호막(460)이 기판(410) 전면에 형성되어 있다.

위와 같은 전계발광소자(400)는, a-Si을 이용하여 박막트랜지스터부(430)를 형성하였어도 발광부(440)구조를 일반적인 (normal top)형태로 형성할 수 있게 되어 있다. 여기서, 박막트랜지스터부(430)의 드레인(436)과 제2전극(244)이 콘택홀 (H)을 통해 전기적으로 연결되어 있다. 이것은, 콘택홀(H)을 통해 노출된 박막트랜지스터부(430)의 드레인(436) 일부에 제2전극(444)이 증착되어 제2전극(444)과 드레인(426)이 전기적으로 연결된다.

여기서, 콘택홀(H)의 상부와 콘택홀(H)이 기울어진 내측 영역에 격벽(490)이 추가로 더 형성되어 있다. 이에 따라, 제2전극(444)이 발광층(443) 상에 형성될 때, 제2전극(444)은 각각 화소 별로 분리 형성되면서, 박막트랜지스터부(430)의 드레인(436)의 일부에 용이하게 증착된다. 여기서, 격벽(480)을 이용하지 않고, 마스크를 이용하여 제2전극(444)이 콘택홀(H)을 통해 박막트랜지스터부(430)의 드레인(436) 일부에 증착되도록 할 수도 있다.

그러나 공정상의 편의를 따진다면 격벽(490)을 형성하고 이를 이용하여 제2전극(444)이 전면에 증착될 때, 격벽(490)에 의해 분리 형성되며 제2전극(444)이 드레인(436)의 일부에 증착되는 것이 용이하다. 여기서, 격벽(490)은 발광층(443)에서 형성된 빛이 상호 간섭되지 않도록 하나의 화소를 감싸도록 각 화소를 둘러싸도록 화소마다 형성된다.

이하, 도시된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전계발광소자의 제조방법을 설명한다.

<제조방법>

도 5는 본 발명에 따른 전계발광소자의 제조방법을 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 전계발광소자의 제조방법은 용이한 이해를 도모하기 위하여 앞서 설명한 도 2a의 구조를 참조하겠으나 부호는 생략한다.

도시된 바와 같이, 평탄막 형성단계(S502)는, 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부 상에 평탄막을 형성하고 박막트랜지스터부의 소스 또는 드레인전극이 노출되도록 평탄막에 콘택홀을 형성하는 단계이다.

이에 따라, 평탄막 하부에 형성된 박막트랜지스터부의 소스 또는 드레인전극은 콘택홀이 형성됨에 따라 노출되게 된다.

이후, 콘택전극 형성단계(S504)는, 콘택홀을 통해 소스 또는 드레인전극에 전기적으로 연결되도록 평탄막 상에 콘택전극을 형성하는 단계이다.

이에 따라, 평탄막 상부부터 콘택홀을 통해 노출된 소스 또는 드레인전극과 전기적으로 연결되도록 콘택전극이 형성된다.

이후, 제1전극 형성단계(S506)는, 콘택전극 외곽 인접영역과 일정간격 이격되도록 제1전극을 형성하는 단계이다.

이에 따라, 평탄막 상에는 콘택전극 외곽 인접영역과 일정간격을 두고 제1전극이 형성된다.

이후, 발광층 형성단계(S512)는, 제1전극 상부를 덮고 콘택전극 외곽 인접영역과 일부 중첩되도록 발광층을 형성하는 단계이다.

이에 따라, 제1전극 상부에는 콘택전극 외곽 인접영역과 일부 중첩되도록 발광층이 형성된다.

이후, 제2전극 형성단계(S514)는, 발광층 상부를 덮고 콘택전극의 일부에 전기적으로 연결되도록 제2전극을 형성하는 단계이다.

이에 따라, 발광층 상에는 제2전극이 콘택전극의 일부에 증착되어 제2전극은 그 하부에 형성된 소스 또는 드레인전극과 전기적으로 연결되게 된다.

한편, 위와 같은 제조 방법에는, 제1전극 형성단계(S506)이후, 콘택전극 상에 격벽을 형성하는 격벽 형성단계(S508)를 추가로 더 포함한다. 이에 따라, 발광층 형성단계(S512)에서는 발광층이 격벽에 의해 화소별로 분리 형성되고, 제2전극 형성단계(S514)에서는 제2전극을 전면에 증착할 때, 격벽에 의해 콘택전극의 일부에 용이하게 증착되어 전기적으로 연결되며 화소별로 분리 형성되게 된다. 이에 따라, 격벽 형성단계(S508)는 제조 방법에 있어서 필요한 주요 공정 중의 하나게 되게 된다.

또한, 제1전극 형성단계(S506)이후, 콘택전극과 제1전극 사이를 절연하는 절연막 형성단계(S510)를 추가로 더 포함한다. 이에 따라, 콘택전극의 외곽 인접영역을 둘러싸고 있는 제1전극은 공통전극으로 전면에 형성되면서, 이후 형성되는 제2전극 등과의 절연 역할을 하게 된다.

여기서, 격벽 형성단계(S508)와 절연막 형성단계(S510)는 제1전극 형성단계(S506) 이후 라면, 그 순서에는 관계가 없다.

여기서, 절연막 형성단계(S510)를 통해 형성된 절연막 상에는 격벽 형성단계(S508)을 통해 추가격벽을 더 형성하여 발광층에서 형성된 빛이 상호 간섭되지 않도록 하나의 화소를 감싸도록 할 수도 있다.

이후, 소자의 보호를 위해 박막트랜지스터부와 발광부를 보호하도록 보호막을 형성하고, 기판 상에 형성된 소자를 보호하기 위하여 커버 기판을 구비하고 기판과 커버 기판을 고상 실란트 등으로 밀봉한다. 여기서, 커버 기판의 재료는 투명의 소재를 이용하게 되며, 이로 인해 본 발명의 전계발광소자는 전면발광을 하게 된다.

위와 같이 본 발명의 제조방법에 따라 박막트랜지스터부와 발광부를 형성한다면, a-Si 박막트랜지스터를 이용하여서도 일반적인 발광부(normal top) 구조로 형성할 수 있어 원가경쟁력 및 공정성을 모두 갖춘 능동 매트릭스형 전계발광소자를 제조할 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, a-Si 박막트랜지스터 상에 평탄막을 형성하고, 소스 또는 드레인전극 상의 평탄막에 콘택전극 또는 콘택홀을 형성한 후, 애 노드전극과 발광부를 형성하고, 발광부 상에 형성된 캐소드전극이 콘택전극 또는 콘택홀을 통해 소스 또는 드레인전극에 전기적으로 연결되도록 한다.

Claims

기판;

상기 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부;

상기 박막트랜지스터부 상에 콘택홀을 갖고 형성된 평탄막;

상기 평탄막 상에 형성되며 상기 콘택홀을 통해 상기 박막트랜지스터부의 소스 또는 드레인전극과 전기적으로 연결된 콘택전극;

상기 콘택전극과 이격되어 상기 평탄막 상에 형성된 제1전극;

상기 제1전극 상부를 덮고 상기 콘택전극의 외곽 인접영역에 일부 중첩되도록 상기 제1전극 상에 형성된 발광층; 및

상기 콘택전극의 일부에 전기적으로 연결되도록 상기 발광층 상에 형성된 제2전극을 포함하는 전계발광소자.
제1항에 있어서,

상기 제1전극은 애노드전극으로 상기 평탄막 상에 공통전극으로 형성되어 있고, 상기 제2전극은 캐소드전극으로 상기 콘택전극을 기준으로 분리 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제1항에 있어서,

상기 콘택전극 외곽 인접영역에는 상기 제1전극이 형성된 영역 일부를 절연하고 상기 콘택전극 일부가 노출되도록 절연막이 추가로 더 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제3항에 있어서,

상기 콘택전극의 노출된 일부에 상기 제2전극이 증착되어 상기 제2전극과 상기 콘택전극이 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제4항에 있어서,

상기 콘택전극 상에는 격벽이 추가로 더 형성되어 상기 제2전극이 상기 발광층 상에 형성될 때, 상기 콘택전극의 일부에 용이하게 증착되어 상기 콘택전극과 전기적 연결되고, 상기 제2전극은 화소마다 분리 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제5항에 있어서,

상기 격벽은 상기 발광층에서 형성된 빛이 상호 간섭되지 않도록 하나의 화소를 감싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제1항에 있어서,

상기 박막트랜지스터부는 a-Si으로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소 자.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 발광층은 유기물층으로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
기판;

상기 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부;

상기 박막트랜지스터부 상에 콘택홀을 갖고 형성된 평탄막;

상기 평탄막 상에 형성되며 상기 콘택홀을 통해 상기 박막트랜지스터부의 소스 또는 드레인전극과 전기적으로 연결된 콘택전극;

상기 콘택전극과 이격되어 상기 평탄막 상에 형성된 제1전극;

상기 콘택전극과 이격 형성된 상기 제1전극 사이를 절연하고 상기 콘택전극의 일부가 노출되도록 상기 콘택전극과 상기 제1전극 상에 형성된 절연막;

상기 콘택전극 상에 형성된 격벽;

상기 제1전극과 상기 절연막의 일부를 덮도록 형성된 발광층; 및

상기 격벽에 의해 상호 분리되며 상기 콘택전극의 일부에 전기적으로 연결되도록 상기 발광층 상에 형성된 제2전극을 포함하는 전계발광소자.
제9항에 있어서,

상기 격벽과 인접한 상기 절연막 상에는 추가격벽이 더 형성되어 상기 발광층에서 형성된 빛이 상호 간섭되지 않도록 하나의 화소를 감싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제9항에 있어서,

상기 제1전극은 애노드전극으로 상기 평탄막 상에 공통전극으로 형성되어 있고, 상기 제2전극은 캐소드전극으로 상기 콘택전극을 기준으로 분리 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제9항에 있어서,

상기 박막트랜지스터부는 a-Si으로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 발광층은 유기물층으로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
기판;

상기 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부;

상기 박막트랜지스터부 상에 콘택홀을 갖고 형성된 평탄막;

상기 콘택홀과 이격되어 상기 평탄막 상에 형성된 제1전극;

상기 제1전극 일부에 상기 콘택홀이 노출되도록 상기 콘택홀 주위에 이격 형성되어 상기 제1전극 사이를 절연하도록 형성된 절연막;

상기 제1전극과 상기 절연막의 일부를 덮도록 형성된 발광층; 및

상기 발광층 상에 형성되어 상기 콘택홀을 통해 상기 박막트랜지스터부의 소스 또는 드레인전극에 전기적으로 연결된 제2전극을 포함하는 전계발광소자.
제14항에 있어서,

상기 제1전극은 애노드전극으로 상기 평탄막 상에 공통전극으로 형성되어 있고, 상기 제2전극은 캐소드전극으로 상기 콘택전극을 기준으로 분리 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제14항에 있어서,

상기 박막트랜지스터부는 a-Si으로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제14항에 있어서,

상기 콘택홀의 상부와 상기 콘택홀이 기울어진 내측 영역에 격벽이 추가로 더 형성된 것을 포함하는 전계발광소자.
제17항에 있어서,

상기 격벽에 의해 상기 제2전극이 증착될 때, 상기 소스 또는 드레인전극의 일부에 용이하게 증착되는 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 발광층은 유기물층으로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
기판 상에 형성된 박막트랜지스터부 상에 평탄막을 형성하고 상기 박막트랜지스터부의 소스 또는 드레인전극이 노출되도록 상기 평탄막에 콘택홀을 형성하는 평탄막 형성단계;

상기 콘택홀을 통해 상기 소스 또는 드레인전극에 전기적으로 연결되도록 상기 평탄막 상에 콘택전극을 형성하는 콘택전극 형성단계;

상기 콘택전극 외곽 인접영역과 이격되도록 제1전극을 형성하는 제1전극 형성단계;

상기 제1전극 상부를 덮고 상기 콘택전극 외곽 인접영역과 일부 중첩되도록 발광층을 형성하는 발광층 형성단계; 및

상기 발광층 상부를 덮고 상기 콘택전극의 일부에 전기적으로 연결되도록 제2전극을 형성하는 제2전극 형성단계를 포함하는 전계발광소자의 제조방법.
제20항에 있어서, 상기 제1전극 형성단계 이후,

상기 콘택전극 상에 격벽을 형성하는 격벽 형성단계를 추가로 더 포함하여 상기 발광층 형성단계에서는 상기 발광층이 상기 격벽에 의해 화소별로 분리 형성되고, 상기 제2전극 형성단계에서는 상기 제2전극이 상기 격벽에 의해 상기 콘택전극의 일부에 용이하게 증착되어 전기적으로 연결되며 화소별로 분리 형성되는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
제20항에 있어서, 상기 제1전극 형성단계 이후,

상기 콘택전극과 상기 제1전극 사이를 절연하는 절연막 형성단계를 추가로 더 포함하는 전계발광소자의 제조방법.
제21항 또는 제22항에 있어서,

상기 격벽과 인접한 상기 절연막 상에는 추가격벽을 더 형성하여 상기 발광층에서 형성된 빛이 상호 간섭되지 않도록 하나의 화소를 감싸도록 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
제20항에 있어서,

상기 박막트랜지스터부는 a-Si으로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
제20항에 있어서,

상기 발광층은 유기물층으로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.