KR100807558B1 - 유기박막트랜지스터, 이의 제조방법 및 이를 포함하는유기전계발광소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 N형 유기반도체와 소오스/드레인 전극과의 사이에 전자 이동성이 향상된 유기박막트랜지스터, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 유기전계발광소자에 대한 것으로서, 기판; 상기 기판 상에 위치한 게이트 전극; 상기 게이트 전극을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 위치한 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 상의 일부 영역에 서로 이격되어 위치하는 소오스/드레인 전극; 상기 소오스/드레인 전극 상에 위치하고, 유기물과 금속염을 포함하는 혼합층; 및 상기 혼합층을 포함하는 기판 상에 위치하는 N형 유기반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터를 제공한다.
유기박막트랜지스터, N형, 금속염
Description
도 1 은 종래의 유기박막트랜지스터의 단면도.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 유기박막트랜지스터의 단면도.
도 3 은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 유기박막트랜지스터의 단면도.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 유기박막트랜지스터를 포함하는 유기전계발광소자의 단면도
도 5는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 유기박막트랜지스터를 포함하는 유기전계발광소자의 단면도.
<도면부호에 대한 간단한 설명>
100,200,300,400,500: 기판 110,210,310,410,510:게이트 전극
120,220,320,420,520:게이트 절연막
130,230,330,430,530:소오스/드레인 전극
1240,340,440,540: 혼합층 150,250,350,450,550: N형 유기반도체층
460,560: 보호막 470,570: 제 1 전극
475,575: 화소정의막 480,580: 유기막층
490,590: 제 2 전극
본 발명은 유기박막트랜지스터 및 그를 포함하는 평판표시장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 유기 반도체층과 소오스/드레인 전극 사이에 혼합층을 더욱 개재하여 전자 주입성을 향상시킨 유기박막트랜지스터 및 그를 포함하는 평판표시장치에 관한 것이다.
유기박막트랜지스터는 차세대 디스플레이 장치의 구동소자로서 활발한 연구가 진행되고 있다. 유기박막트랜지스터(OTFT: organic thin film transistor)는 반도체층으로 실리콘막 대신에 유기막을 사용하는 것으로, 유기막의 재료에 따라 올리코티오펜(oligothiophene), 펜타센(pentacene) 등과 같은 저분자 유기물 박막트랜지스터와 폴리티오펜(polythiophene) 계열 등과 같은 고분자 유기물 박막 트랜지스터로 분류된다.
이와 같은 유기박막트랜지스터를 구동소자로 사용하는 유기전계발광표시장치는 적어도 2 개의 유기박막트랜지스터, 예를 들어 하나의 스위칭 유기박막트랜지스터 및 하나의 구동 유기박막트랜지스터와 하나의 캐패시터 그리고 상, 하부 전극 사이에 유기막층이 개재된 유기전계발광소자를 구비한다.
통상적으로 플렉서블 유기전계발광소자는 기판으로 플렉서블 기판을 사용하고, 상기 플렉서블 기판은 플라스틱 기판을 포함한다. 여기서 플라스틱 기판은 열안정성이 매우 취약하여 저온 공정을 이용하여 유기전계발광소자를 제조해야만 한다.
이에 따라 반도체층으로 유기막을 사용하는 유기박막트랜지스터는 저온 공정이 가능하므로 플렉서블 유기전계발광소자의 구동소자로서 각광을 받고 있다.
도 1 은 종래의 유기박막트랜지스터를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 기판(100) 상에 게이트 전극(110)이 형성되어 있고, 상기 게이트 전극(110)을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 게이트 절연막(120)이 형성되어 있다. 상기 게이트 절연막(120) 상에 소오스/드레인 전극(130)이 서로 이격되어 형성되어 있고, 상기 소오스/드레인 전극(130) 및 상기 게이트 절연막(120)에 형성된 유기반도체층(150)을 형성한다.
이와 같은 구조를 갖는 종래의 유기박막트랜지스터는 소오스/드레인 전극과 유기반도체층 사이의 접촉 저항이 크다는 문제점이 발생한다. 즉, 종래의 실리콘 박막트랜지스터에 구비된 실리콘 반도체층과 달리 유기박막트랜지스터에 구비된 유기반도체층에는 고농도의 도핑을 실시할 수 없으며, 이에 따라 소오스/드레인 전극과 유기반도체층 사이의 접촉 저항이 증가되어 오믹 컨택(ohmic contact)을 형성할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, N형 유기반도체층과 소오스/드레인 전극 사이에 유기물과 금속염의 혼합층이 더욱 개재된 유기박막트랜지스터, 그의 제조방법 및 그를 이용한 유기전계발광소자에 대한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판; 상기 기판 상에 위치한 게이트 전극; 상기 게이트 전극을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 위치한 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 상의 일부 영역에 서로 이격되어 위치하는 소오스/드레인 전극; 상기 소오스/드레인 전극 상에 위치하고, 유기물과 금속염을 포함하는 혼합층; 및 상기 혼합층을 포함하는 기판 상에 위치하는 N형 유기반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터를 제공한다.
또한, 본 발명은 기판을 제공하고, 상기 기판 상에 게이트 전극을 형성하고, 상기 게이트 전극을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 게이트 절연막을 형성하고, 상기 게이트 절연막 상의 일부 영역에 서로 이격되게 소오스/드레인 전극을 형성하고, 상기 소오스/드레인 전극 상에 유기물과 금속염을 포함하는 혼합층을 형성하고, 상기 혼합층을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 N형 유기반도체층을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 기판; 상기 기판 상에 위치한 게이트 전극; 상기 게이트 전 극을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 위치한 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 상의 일부 영역에 서로 이격되어 위치하는 소오스/드레인 전극; 상기 소오스/드레인 전극 상에 위치하고, 유기물과 금속염을 포함하는 혼합층; 상기 혼합층을 포함하는 기판 상에 위치하는 N형 유기반도체층; 상기 N형 유기반도체층 상에 위치하는 보호막; 상기 소오스/드레인 전극과 연결되는 제 1 전극; 상기 제 1 전극의 일부를 노출시키는 화소정의막; 상기 제 1 전극 상에 위치하고, 유기발광층을 포함하는 유기막층; 및 상기 유기막층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자를 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 “상”에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 유기박막트랜지스터의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 기판(200)을 제공하고, 상기 기판(200) 상에 게이트 전극(210)을 형성한다.
상기 기판(200)은 유리와 같은 투명기판, 실리콘 기판 또는 플라스틱으로 형성될 수 있다. 상기 플라스틱 기판 물질로는 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PET, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate) 폴리페닐렌 설파이드(PPS, polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP: cellulose acetate propinoate) 중에서 선택되는 어느 하나를 사용한다. 바람직하게는 UV 투과가 가능한 유리 같은 투명기판을 사용한다.
상기 게이트 전극(210)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al-alloy), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(Mo-alloy) 중에서 선택되는 어느 하나로 형성할 수 있으며, 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금으로 형성하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 게이트 전극(210)을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 게이트 절연막(220)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(220) 상에 서로 이격되게 소오스/드레인 전극(230)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(220)은 유기절연막 또는 무기절연막의 단일막 또는 다층막으로 구성되거나 유-무기 하이브리드 막으로 구성된다. 상기 무기절연막으로는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, Al2O3, Ta2O5, BST, PZT 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 사용한다. 상기 유기절연막으로는 폴리메타아크릴레이트(PMMA, poly methylmethacrylate), 폴리스타이렌(PS, polystyrene), 페놀계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리이미드와 같은 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계 고분자, p-자이리렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 파릴렌(parylene) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 사용한다. 또한 상기 소오스/드레인 전극(230)은 Al, Ag, Mg, Ca, Yb, Cs-ITO 또는 이들의 합금 중에서 선택되는 단일층으로 형성될 수 있으며, Ti, Cr 또는 Al과 같은 접착 금속층을 더욱 포함하여 다중층으로 형성될 수 있다,
상기 소오스/드레인 전극(230) 상에 유기물과 금속염의 혼합층(240)을 공증착하여 형성한다. 상기 혼합층(240)은 후에 형성될 N형 유기반도체층과 상기 소오스/드레인 전극(230)의 호모 레벨 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 소오스/드레인 전극(230)의 페르미 레벨과 상기 N형 반도체층의 호모 레벨 사이의 차이는 변함 없지만, 상기 소스/드레인 전극(230)의 페르미 레벨과 상기 N형 반도체층의 호모 레벨 사이에 위치하는 호모 레벨을 갖는 상기 혼합층(230)이 개재됨으로써, 전자가 상기 혼합층(230)을 통해 상기 N형 유기반도체층으로 이동할 수 있는 확률을 더욱 높이게 된다.
상기 혼합층(240)은 금속염을 5~50wt% 포함한다. 상기 금속염의 비율이 5wt% 미만이면, 본 발명에서 혼합층을 더욱 개재함으로써 얻을 수 있는 효과인 접촉 저항을 줄일 수 없으며, 50wt%를 초과하면 바람직한 범위 내의 금속염을 포함한 것 보다 전자 주입 효율이 오히려 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.
또한 상기 혼합층(240)의 두께는 10~1000Å인 것을 특징으로 한다. 상기 혼 합층(240)은 10Å이상으로 형성되어야 전자 주입 효율 향상이라는 효과를 나타낼 수 있으며, 1000Å을 초과하여 형성하면 제조비용상승 및 공정시간증가 등의 문제점이 발생한다.
상기 유기물은 유기반도체물질을 사용하는 것이 바람직하며 유기반도체물질은 후공정에서 형성될 유기반도체와 동일하며, 아센계 물질, 완전 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 올리고티오펜(oligothiophene)계 물질, 플러렌(fullerene)계 물질, 치환기를 갖는 플러렌계 물질, 완전 불화된 프탈로시아닌(phthalocyanine)계 물질, 부분 불화된 프탈로시아닌계 물질, 페릴렌 테트라카르복실릭 디이미드(perylene tetracarboxylic diimide)계 물질, 페릴렌 테트라카르복실 디안하이드라이드(perylene tetracarboxylic dianhydride)계 물질, 나프탈렌 테트라카르복실릭 디이미드(naphthalene tetracarboxylic diimide)계 물질 또는 나프탈렌 테트라카르복실릭 디안하이드라이드(naphthalene tetracarboxylic dianhydride)계 물질 중에서 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 아센계 물질은 안트라센, 테트라센, 펜타센, 페릴렌 또는 코노렌 중에서 어느 하나이다. 상기 금속염은 알칼리금속 또는 알칼리 토금속을 포함하는 것을 특징으로 하며, 특히 염화세슘(CsCl), 불화세슘(CsF) 또는 탄산세슘(Cs2CO3)인 것이 가장 바람직하다.
상기 혼합층(240)을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 N형 유기반도체층(250)을 형성한다. 상기 N형 유기반도체층(250)은 아센계 물질, 완전 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 올리고티오펜(oligothiophene)계 물질, 플러 렌(fullerene)계 물질, 치환기를 갖는 플러렌계 물질, 완전 불화된 프탈로시아닌(phthalocyanine)계 물질, 부분 불화된 프탈로시아닌계 물질, 페릴렌 테트라카르복실릭 디이미드(perylene tetracarboxylic diimide)계 물질, 페릴렌 테트라카르복실 디안하이드라이드(perylene tetracarboxylic dianhydride)계 물질, 나프탈렌 테트라카르복실릭 디이미드(naphthalene tetracarboxylic diimide)계 물질 또는 나프탈렌 테트라카르복실릭 디안하이드라이드(naphthalene tetracarboxylic dianhydride)계 물질 중에서 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 아센(acene)계 물질은 안트라센, 테트라센, 펜타센, 페릴렌 또는 코노렌 중에서 어느 하나이다.
본 실시예에서는 N형 유기반도체 물질을 반도체층으로 사용하였지만, 소오스/드레인 영역에만 N형 불순물을 도핑할 수도 있다.
이로써 본 발명의 일실시예에 따른 유기박막트랜지스터를 완성한다.
상기와 같은 혼합층 및 N형 유기반도체층의 특성에 대한 설명은 후술할 또 다른 실시예들에 있어서도 동일하다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 기판(300)을 제공하고, 상기 기판(300) 상에 서로 이격되게 소오스/드레인 전극(330)을 형성한다. 상기 소오스/드레인 전극(330)은 Al, Ag, Mg, Ca, Yb, Cs-ITO 또는 이들의 합금 중에서 선택되는 단일층으로 형성될 수 있으며, Ti, Cr 또는 Al과 같은 접착 금속층을 더욱 포함하여 다중층으로 형성될 수 있다, 상기 소오스/드레인 전극(330) 상에 유기물과 금속염의 혼합물질을 공증착하여 혼합층(340)을 형성한다.
상기 혼합층(340)은 금속염을 5~50wt% 포함한다. 상기 금속염의 비율이 5wt% 미만이면, 본 발명에서 혼합층을 더욱 개재함으로써 얻을 수 있는 효과인 접촉 저항을 줄일 수 없으며, 50wt%를 초과하면 바람직한 범위 내의 금속염을 포함한 것 보다 전자 주입 효율이 오히려 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.
또한 상기 혼합층(340)의 두께는 10~1000Å인 것을 특징으로 한다. 상기 혼합층(340)은 10Å이상으로 형성되어야 전자 주입 효율 향상이라는 효과를 나타낼 수 있으며, 1000Å을 초과하여 형성하면 제조 비용 상승 및 공정시간증가 등의 문제점이 발생한다.
상기 혼합층(340)에 대한 상세한 설명은 도 2 의 혼합층에 대한 설명과 동일함으로 생략한다.
상기 혼합층(340)을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 N형 유기반도체층(350)을 형성한다. 상기 N형 유기반도체층(350)을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 게이트 절연막(320)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(340) 상에 상기 소오스/드레인 전극 사이와 대응되는 영역에 게이트 전극(310)을 형성한다.
이로써 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기박막트랜지스터를 완성한다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 박막트랜지스터를 포함하는 유기전계발광소자를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 기판(400)을 제공하고, 상기 기판(400) 상에 게이트 전극(410)을 형성한다. 상기 게이트 전극(410)을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 게이트 절연막(420)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(420) 상에 서로 이격되게 소오스/드레인 전극(440)을 형성한다.
상기 소오스/드레인 전극(440) 상에 유기물과 금속염을 공증착으로 혼합층(440)을 형성한다. 상기 유기물은 N형 유기반도체물질이고, 후공정에서 형성될 유기반도체와 동일하며, 아센계 물질, 완전 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 올리고티오펜(oligothiophene)계 물질, 플러렌(fullerene)계 물질, 치환기를 갖는 플러렌계 물질, 완전 불화된 프탈로시아닌(phthalocyanine)계 물질, 부분 불화된 프탈로시아닌계 물질, 페릴렌 테트라카르복실릭 디이미드(perylene tetracarboxylic diimide)계 물질, 페릴렌 테트라카르복실 디안하이드라이드(perylene tetracarboxylic dianhydride)계 물질, 나프탈렌 테트라카르복실릭 디이미드(naphthalene tetracarboxylic diimide)계 물질 또는 나프탈렌 테트라카르복실릭 디안하이드라이드(naphthalene tetracarboxylic dianhydride)계 물질 중에서 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 아센계 물질은 안트라센, 테트라센, 펜타센, 페릴렌 또는 코노렌 중에서 어느 하나이다. 상기 금속염은 알칼리금속 또는 알칼리토금속을 포함하며, 염화세슘(CsCl), 불화세슘(CsF) 또는 탄산세슘(Cs2CO3) 중에서 어느 하나인 것이 가장 바람직하다.
상기 혼합층(440)에 대한 상세한 설명은 도 2 의 혼합층에 대한 설명과 동일함으로 생략한다.
상기 혼합층(440)을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 N형 유기반도체층(450)을 형성한다. 상기 N형 유기반도체층(450)은 아센계 물질, 완전 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 올리고티오펜(oligothiophene)계 물질, 플러렌(fullerene)계 물질, 치환기를 갖는 플러렌계 물질, 완전 불화된 프탈로시아닌(phthalocyanine)계 물질, 부분 불화된 프탈로시아닌계 물질, 페릴렌 테트라카르복실릭 디이미드(perylene tetracarboxylic diimide)계 물질, 페릴렌 테트라카르복실 디안하이드라이드(perylene tetracarboxylic dianhydride)계 물질, 나프탈렌 테트라카르복실릭 디이미드(naphthalene tetracarboxylic diimide)계 물질 또는 나프탈렌 테트라카르복실릭 디안하이드라이드(naphthalene tetracarboxylic dianhydride)계 물질 중에서 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 아센(acene)계 물질은 안트라센, 테트라센, 펜타센, 페릴렌 또는 코노렌 중에서 어느 하나이다.
상기 N형 유기반도체층(450)을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 보호막(460)을 형성한다. 상기 보호막(460)은 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 또는 이들의 다중층으로 형성될 수 있다. 또한 전면발광형 유기전계발광소자일 경우 평탄화막을 더욱 포함할 수 있다.
상기 보호막(460)을 식각하여 비어홀(460a)을 형성하고, 상기 비어홀(460a)을 통하여 상기 소오스/드레인 전극(430)과 연결되도록 제 1 전극(470)을 형성한다. 상기 제 1 전극(470)은 일함수가 높은 ITO, IZO 등으로 형성될 수 있으며, 전면 발광일 경우 하부에 Al, Ag 또는 이들의 합금으로 형성된 반사막을 더욱 포함하 여 2중층 또는 3중층으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 전극(470) 상에 화소정의막(475)을 형성하고, 패터닝하여 상기 제 1 전극(470)을 노출시키는 개구부(475a)를 형성한다. 상기 화소정의막(475)은 벤조사이클로부텐, 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴계 수지 또는 SOG 중에서 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 제 1 전극(470) 상에 유기발광층을 포함하는 유기막층(480)을 형성한다. 상기 유기막층(480)은 잉크젯 프린팅법, 증착법, 레이저 열전사법 등으로 형성될 수 있다. 상기 유기막층(480)은 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층, 전자수송층 및 정공억제층 중에서 선택되는 단일층 또는 다중층을 더욱 포함할 수 있다.
상기 유기막층(480)을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 제 2 전극(490)을 형성한다. 상기 제 2 전극은 Ag, Al, Ca, Mg 및 이들의 합금으로 형성된다.
이로써 본 발명의 일실시예에 따른 유기박막트랜지스터를 포함하는 유기전계발광소자를 완성한다.
도 5 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기박막트랜지스터를 포함하는 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 기판(500)을 제공하고, 상기 기판(500) 상에 소오스/드레인 전극(530)을 서로 이격되게 형성한다. 상기 소오스/드레인 전극(530)은 Al, Ag, Mg, Ca, Yb, Cs-ITO 또는 이들의 합금 중에서 선택되는 단일층으로 형성될 수 있으며, Ti, Cr, Al과 같은 접착 금속층을 더욱 포함하여 다중층으로 형성될 수 있다,
상기 소오스/드레인 전극(530)을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 유기물과 금속염을 공증착하고 패터닝하여 혼합층(540)을 형성한다. 상기 유기물은 N형 유기반도체물질이고, 후공정에서 형성될 유기반도체와 동일하며, 아센계 물질, 완전 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 올리고티오펜(oligothiophene)계 물질, 플러렌(fullerene)계 물질, 치환기를 갖는 플러렌계 물질, 완전 불화된 프탈로시아닌(phthalocyanine)계 물질, 부분 불화된 프탈로시아닌계 물질, 페릴렌 테트라카르복실릭 디이미드(perylene tetracarboxylic diimide)계 물질, 페릴렌 테트라카르복실 디안하이드라이드(perylene tetracarboxylic dianhydride)계 물질, 나프탈렌 테트라카르복실릭 디이미드(naphthalene tetracarboxylic diimide)계 물질 또는 나프탈렌 테트라카르복실릭 디안하이드라이드(naphthalene tetracarboxylic dianhydride)계 물질 중에서 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 아센계 물질은 안트라센, 테트라센, 펜타센, 페릴렌 또는 코노렌 중에서 어느 하나이다. 상기 금속염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함하며, 염화세슘(CsCl), 불화세슘(CsF) 또는 탄산세슘(Cs2CO3)인 것이 가장 바람직하다.
상기 혼합층(540)에 대한 상세한 설명은 도 2 의 혼합층에 대한 설명과 동일함으로 생략한다.
상기 혼합층(540)을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 N형 유기반도체층(550)을 형성한다. 상기 N형 반도체층(550)은 아센계 물질, 완전 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 올리고티오펜(oligothiophene)계 물질, 플러 렌(fullerene)계 물질, 치환기를 갖는 플러렌계 물질, 완전 불화된 프탈로시아닌(phthalocyanine)계 물질, 부분 불화된 프탈로시아닌계 물질, 페릴렌 테트라카르복실릭 디이미드(perylene tetracarboxylic diimide)계 물질, 페릴렌 테트라카르복실 디안하이드라이드(perylene tetracarboxylic dianhydride)계 물질, 나프탈렌 테트라카르복실릭 디이미드(naphthalene tetracarboxylic diimide)계 물질 또는 나프탈렌 테트라카르복실릭 디안하이드라이드(naphthalene tetracarboxylic dianhydride)계 물질 중에서 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 아센계 물질은 안트라센, 테트라센, 펜타센, 페릴렌 또는 코노렌 중에서 어느 하나이다.
상기 N형 유기반도체층(550) 상에 게이트 절연막(520)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(520) 상의 상기 소오스/드레인 전극(530) 사이와 대응되는 영역에 게이트 전극(510)을 형성한다.
상기 게이트 전극(510)을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 보호막(560)을 형성한다. 전면 발광 유기전계발광소자의 경우에는 보호막(560) 상에 평탄화막을 더욱 포함할 수 있다.
상기 보호막(560)을 식각하여 상기 소오스/드레인 전극(530) 중에서 어느 하나를 노출시키는 비어홀(560a)을 형성한다. 상기 비어홀(560a)을 통하여 상기 소오스/드레인 전극(530) 중에서 어느 하나와 연결되는 제 1 전극(570)을 형성한다. 상기 제 1 전극(570)은 일함수가 높은 ITO, IZO 등으로 형성될 수 있고, 전면발광일 경우 하부에 반사막을 더욱 포함할 수 있다.
상기 제 1 전극(570) 상에 화소정의막(575)을 형성하고, 패터닝 하여 상기 제 1 전극(570)을 노출시키는 개구부(575a)를 형성한다.
상기 제 1 전극(570) 상에 레이저 열전사법, 증착법 또는 잉크젯 프린팅법을 수행하여 유기발광층을 포함하는 유기막층(580)을 형성한다. 상기 유기막층(580)은 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층 및 정공억제층 중에서 선택되는 단일층 또는 다중층을 더욱 포함할 수 있다.
상기 유기막층(580) 상에 제 2 전극을 형성하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기박막트랜지스터를 포함하는 유기전계발광소자를 형성한다.
본 발명에서는 N형 유기반도체층과 소오스/드레인 전극 사이에 유기물과 금속염을 더욱 개재함으로써, 전자 수송 능력이 향상되고, 이로 인해 그들 사이의 접촉 저항을 대폭 줄일 수 있어, 보다 선명하고 정확한 화상을 구현하는 유기전계발광소자를 제조할 수 있다.
본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것이 아니고, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있을 것이다.
이상에서와 같이, 본 발명은 본 발명에서는 유기반도체층과 소오스/드레인 전극 사이에 유기물과 금속염을 더욱 개재함으로써, 전자 수송 능력이 향상되고, 이로 인해 그들 사이의 접촉 저항을 대폭 줄일 수 있어, 보다 선명하고 정확한 화상을 구현하는 유기전계발광소자를 제조할 수 있다.
Claims (15)
- 기판;상기 기판 상에 위치한 게이트 전극;상기 게이트 전극을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 위치한 게이트 절연막;상기 게이트 절연막 상의 일부 영역에 서로 이격되어 위치하는 소오스/드레인 전극;상기 소오스/드레인 전극 상에 위치하고, 유기물과 금속염을 포함하는 혼합층; 및상기 혼합층을 포함하는 기판 상에 위치하는 N형 유기반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 제 1 항에 있어서,상기 유기물은 아센계 물질, 완전 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 올리고티오펜(oligothiophene)계 물질, 플러렌(fullerene)계 물질, 치환기를 갖는 플러렌계 물질, 완전 불화된 프탈로시아닌(phthalocyanine)계 물질, 부분 불화된 프탈로시아닌계 물질, 페릴렌 테트라카르복실릭 디이미드(perylene tetracarboxylic diimide)계 물질, 페릴렌 테트라카르복실 디안하이드라이드(perylene tetracarboxylic dianhydride)계 물질, 나프탈렌 테트라카르복실릭 디이미드(naphthalene tetracarboxylic diimide)계 물질 또는 나프탈렌 테트라 카르복실릭 디안하이드라이드(naphthalene tetracarboxylic dianhydride)계 물질 중에서 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 제 1 항에 있어서,상기 혼합층의 두께는 10~1000Å인 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 제 1 항에 있어서,상기 혼합층은 상기 금속염을 5~50wt% 포함하는 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 제 2 항에 있어서,상기 아센계 물질은 안트라센, 테트라센, 펜타센, 페릴렌 또는 코로넨 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 제 3 항에 있어서,상기 금속염은 염화세슘(CsCl), 불화세슘(CsF) 또는 탄산세슘(Cs2CO3) 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 기판을 제공하고,상기 기판 상에 게이트 전극을 형성하고,상기 게이트 전극을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 게이트 절연막을 형성하고,상기 게이트 절연막 상의 일부 영역에 서로 이격되게 소오스/드레인 전극을 형성하고,상기 소오스/드레인 전극 상에 유기물과 금속염을 포함하는 혼합층을 형성하고,상기 혼합층을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 N형 유기반도체층을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터의 제조방법.
- 기판;상기 기판 상에 위치한 게이트 전극;상기 게이트 전극을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 위치한 게이트 절연막;상기 게이트 절연막 상의 일부 영역에 서로 이격되어 위치하는 소오스/드레인 전극;상기 소오스/드레인 전극 상에 위치하고, 유기물과 금속염을 포함하는 혼합층;상기 혼합층을 포함하는 기판 상에 위치하는 N형 유기반도체층;상기 N형 유기반도체층 상에 위치하는 보호막;상기 소오스/드레인 전극과 연결되는 제 1 전극;상기 제 1 전극의 일부를 노출시키는 화소정의막;상기 제 1 전극 상에 위치하고, 유기발광층을 포함하는 유기막층; 및상기 유기막층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 유기물은 아센계 물질, 완전 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 올리고티오펜(oligothiophene)계 물질, 플러렌(fullerene)계 물질, 치환기를 갖는 플러렌계 물질, 완전 불화된 프탈로시아닌(phthalocyanine)계 물질, 부분 불화된 프탈로시아닌계 물질, 페릴렌 테트라카르복실릭 디이미드(perylene tetracarboxylic diimide)계 물질, 페릴렌 테트라카르복실 디안하이드라이드(perylene tetracarboxylic dianhydride)계 물질, 나프탈렌 테트라카르복실릭 디이미드(naphthalene tetracarboxylic diimide)계 물질 또는 나프탈렌 테트라카르복실릭 디안하이드라이드(naphthalene tetracarboxylic dianhydride)계 물질 중에서 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 금속염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 혼합층의 두께는 10~1000Å인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 혼합층은 상기 금속염을 5~50wt% 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 10 항에 있어서,상기 아센계 물질은 안트라센, 테트라센, 펜타센, 페릴렌 또는 코로넨 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 11 항에 있어서,상기 금속염은 염화세슘(CsCl), 불화세슘(CsF) 또는 탄산세슘(Cs2CO3) 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
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