KR101411677B1 - 유기전계발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판, 상기 기판 상에 위치하며, 게이트 전극, 상기 게이트 전극 상에 위치하는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 위치하는 반도체층, 상기 반도체층과 전기적으로 연결되는 소오스 전극 및 드레인 전극, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상에 위치하는 발광층 및 상기 발광층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하는 화소영역 및 상기 기판 상에 위치하며, 스캔 라인, 데이터 라인 및 전원 라인을 포함하는 비화소영역을 포함하며, 상기 데이터 라인 및 전원 라인의 테이퍼 각은 40 내지 70도이고, 상기 데이터 라인의 단면적은 상기 스캔 라인의 단면적보다 큰 유기전계발광소자를 제공한다.
유기전계발광소자

Description

유기전계발광소자{Organic Light Emitting device}
본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 보다 자세하게는 휘도를 균일하게 할 수 있는 유기전계발광소자에 관한 것이다.
본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것이다.
최근, 표시장치(FPD: Flat Panel Display)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display: FED), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등과 같은 여러 가지의 디스플레이가 실용화되고 있다.
이들 중, 유기전계발광소자는 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고, 자체 발광이므로 시야각에 문제가 없어서, 차세대 표시장치로 주목받고 있다.
유기전계발광소자를 구동하는 방식에는 수동 매트릭스(passive matrix) 방식 과 박막 트랜지스터(thin film transistor)를 이용한 능동 매트릭스(active matrix) 방식이 있다. 수동 매트릭스 방식은 양극과 음극을 직교하도록 형성하고 라인을 선택하여 구동하는데 비해, 능동 매트릭스 방식은 박막 트랜지스터를 각 화소 전극에 연결하고 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 커패시터 용량에 의해 유지된 전압에 따라 구동하는 방식이다.
종래 박막 트랜지스터를 이용한 능동 매트릭스 유기전계발광소자는 각 화소에 스캔 신호 및 데이터 신호를 공급하는 스캔 라인 및 데이터 라인에 의해 신호가 공급되고, 각 화소에 전원을 공급하는 전원 라인에 의해 발광할 수 있다.
그러나, 상기 스캔 라인, 데이터 라인 및 전원 라인들은 금속들로 이루어진 배선이기 때문에, 신호가 공급된 곳으로부터 먼 곳에 위치한 화소에 공급되는 신호들이 배선 저항에 의해 왜곡되는 문제점이 있다.
따라서, 유기전계발광소자의 휘도가 불균일해지고 이에 따라 유기전계발광소자의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 배선 저항을 방지하여 발광 휘도를 균일하게 하고, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유기전계발광소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계발광소자는 기판, 상기 기판 상에 위치하며, 게이트 전극, 상기 게이트 전극 상에 위치하는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 위치하는 반도체층, 상기 반도체층과 전기적으로 연결되는 소오스 전극 및 드레인 전극, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상에 위치하는 발광층 및 상기 발광층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하는 화소영역 및 상기 기판 상에 위치하며, 스캔 라인, 데이터 라인 및 전원 라인을 포함하는 비화소영역을 포함하며, 상기 데이터 라인 및 전원 라인의 테이퍼 각은 40 내지 70도이고, 상기 데이터 라인의 단면적은 상기 스캔 라인의 단면적보다 클 수 있다.
본 발명은 유기전계발광소자의 배선 저항을 방지하여 발광 휘도를 균일하게 하고, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세하게 설명하도록 한다.
<실시예>
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 화소 구조를 도시한 평면도이다.
도 1a를 참조하면, 일 방향으로 배열된 스캔 라인(120a), 상기 스캔 라인(120a)과 수직하게 배열된 데이터 라인(140a) 및 상기 데이터 라인(140a)과 평행하게 배열된 전원 라인(140e)에 의해 정의되는 화소 영역 및 상기 화소 영역 외의 비화소 영역을 포함하는 기판(100)이 위치한다.
상기 화소 영역 내에는 스캔 라인(120a) 및 데이터 라인(140a)과 연결된 스위칭 박막 트랜지스터(T1)가 위치하고, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(T1) 및 전원 라인(140e)과 연결된 커패시터(Cst)가 위치하고, 상기 커패시터(Cst) 및 전원 라인(140e)과 연결된 구동 박막 트랜지스터(T2)가 위치한다. 상기 커패시터(Cst)는 커패시터 하부전극(120b) 및 커패시터 상부전극(140a)을 포함할 수 있다.
상기 구동 박막 트랜지스터(T2)와 전기적으로 연결된 제 1 전극(155)이 위치하고, 상기 제 1 전극(155) 상에 발광층(미도시) 및 제 2 전극(미도시)을 포함하는 발광다이오드가 위치한다.
상기 스캔 라인(120a), 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)은 상기 화소 영역 외의 비화소 영역에 위치한다.
도 1b는 도 1a의 I-I'에 따른 단면도이다.
도 1b를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계발광소자를 보다 자세히 살펴보면 다음과 같다.
기판(100) 상에 버퍼층(105)이 위치한다. 상기 버퍼층(105)은 기판(100)에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 후속 공정에서 형성되는 박막 트랜지스터를 보호하기 위해 형성하는 것으로, 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx) 등을 사용하여 선택적으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 기판(100)은 유리, 플라스틱 또는 금속을 포함할 수 있다.
상기 버퍼층(105) 상에 반도체층(110)이 위치한다. 상기 반도체층(110)은 비정질 실리콘 또는 결정화된 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 또한, 상기 반도체층(110)은 p형 또는 n형의 불순물을 포함하는 소오스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있으며, 상기 소오스 영역 및 드레인 영역 이외의 채널 영역을 포함할 수 있다.
상기 반도체층(110) 상에 게이트 절연막일 수 있는 제 1 절연막(115)이 위치한다. 상기 제 1 절연막(115)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있다.
상기 제 1 절연막(115) 상에 상기 반도체층(110)의 일정 영역, 즉 불순물이 주입되었을 경우의 채널 영역과 대응되는 위치에 게이트 전극(120c)이 위치한다. 그리고, 상기 게이트 전극(120c)과 동일층 상에 스캔 라인(120a) 및 커패시터 하부 전극(120b)이 위치한다.
상기 게이트 전극(120c)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 게이트 전극(120c)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 다중층일 수 있으며, 바람직하게는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴의 2중층일 수 있다.
상기 스캔 라인(120a)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 스캔 라인(120a)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 다중층일 수 있으며, 바람직하게는 몰리브덴/알루미늄 또는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴의 2중층일 수 있다.
상기 스캔 라인(120a)은 3㎛ 이상 5㎛미만의 선폭을 가질 수 있으며, 300nm 이상 450nm 미만의 두께를 가질 수 있다. 상기 스캔 라인(120a)은 각 화소에 스캔 신호를 공급하는 역할을 하는 것으로 화소 영역 외에 위치하는 스캔 드라이버로부터 각 화소로 스캔 신호가 공급된다.
상기 스캔 라인(120a)은 배선이기 때문에 스캔 드라이버로부터 가까운 화소와 먼 화소와의 공급되는 스캔 신호가 달라질 수 있다. 보다 자세하게는 스캔 드라이버로부터 스캔 신호가 공급되고 스캔 라인을 통해 신호가 이동하게 되는데 이때, 배선의 저항에 의해 신호값이 달라질 수 있게 된다. 즉, 배선 저항에 의한 전압 강하(IR-Drop) 현상이 발생하게 된다.
그러므로, 상기 스캔 라인(120a)은 전압 강하를 방지하기 위해 배선 저항을 최소화하여야 하는데, 이를 위해서 스캔 라인(120a)의 두께와 선폭을 조절해야 한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에서는 스캔 라인(120a)이 3㎛ 이상 5㎛ 이하의 선폭을 가질 수 있으며, 300nm 이상 450nm 미만의 두께를 가질 수 있다. 여기서, 상기 스캔 라인(120a)의 선폭이 3㎛ 이상이면, 스캔 라인의 배선 저항을 최소화하여 전압 강하 현상을 방지하고 이에 따른 휘도 불균형 현상을 방지할 수 있는 이점이 있고, 상기 스캔 라인(120a)의 선폭이 5㎛ 미만이면, 스캔 라인의 선폭이 두꺼워 화소 영역을 축소시키는 문제점을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 스캔 라인(120a)의 두께가 300nm 이상이면, 스캔 라인의 배선 저항을 최소화하여 전압 강하 현상을 방지하고 이에 따른 휘도 불균형 현상을 방지할 수 있는 이점이 있고, 상기 스캔 라인(120a)의 두께가 450nm 미만이면, 추후 형성되는 절연막 등의 층들의 스텝 커버리지가 저하될 수 있고 이에 따라 스캔 라인이 노출되어 다른 배선들과 쇼트가 일어나는 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 스캔 라인(120a), 커패시터 하부 전극(120b) 및 게이트 전극(120c)을 포함하는 기판(100) 상에 층간 절연막일 수 있는 제 2 절연막(125)이 위치한다. 상기 제 2 절연막(125)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있다.
상기 제 2 절연막(125) 및 제 1 절연막(115) 내에 반도체층(120)의 일부를 노출시키는 콘택홀들(130b, 130c)이 위치한다.
상기 제 2 절연막(125) 및 제 1 절연막(115)을 관통하는 콘택홀들(130b, 130c)을 통하여 반도체층(120)과 전기적으로 연결되는 드레인 전극 및 소오스 전극(140c, 140d)이 화소 영역에 위치한다.
상기 드레인 전극 및 소오스 전극(140c, 140d)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 상기 드레인 전극 및 소오스 전극(140c, 140d)이 단일층일 경우에는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 드레인 전극 및 소오스 전극(140c, 140d)이 다중층일 경우에는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴, 몰리브덴/알루미늄 또는 티타늄/알루미늄의 2중층이거나 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴, 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 또는 티타늄/알루미늄/티타늄의 3중층으로 이루어질 수 있다.
그리고, 드레인 전극 및 소오스 전극(140c, 140d)과 동일층 상에 데이터 라인(140a), 커패시터 상부 전극(140b) 및 전원 라인(140e)이 위치한다.
상기 비화소 영역에 위치하는 데이터 라인(140a), 전원 라인(140e)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)이 단일층일 경우에는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)이 다중층일 경우에는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴, 몰리브덴/알루미늄 또는 티타늄/알루미늄의 2중층이거나 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴, 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 또는 티타늄/알루미늄/티타늄의 3중층으로 이루어질 수 있다.
특히, 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)은 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴의 3중층으로 이루어질 수 있다.
상기 데이터 라인(140a)은 3㎛ 이상 5㎛ 이하의 선폭을 가질 수 있으며, 450nm 이상 600nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 데이터 라인(140a)은 각 화소에 데이터 신호를 공급하는 역할을 하는 것으로 화소 영역 외에 위치하는 데이터 드라이버로부터 각 화소로 데이터 신호를 공급한다.
상기 데이터 라인(140a)은 배선이기 때문에 데이터 드라이버로부터 가까운 화소와 먼 화소 간에 공급되는 데이터 신호가 달라질 수 있다. 보다 자세하게는 데이터 드라이버로부터 데이터 신호가 공급되어 데이터 라인을 통해 신호가 이동하게 되는데, 이때 배선의 저항에 의해 신호값이 달라질 수 있다. 즉, 배선 저항에 의한 전압 강하(IR-Drop) 현상이 발생하게 된다.
그러므로, 상기 데이터 라인(140a)은 전압 강하를 방지하기 위해 배선 저항 을 최소화하여야 하는데, 이를 위해서 데이터 라인(140a)의 두께와 선폭을 조절해야 한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에서는 데이터 라인(140a)이 3㎛ 이상 5㎛ 이하의 선폭을 가질 수 있으며, 450nm 이상 600nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 여기서, 상기 데이터 라인(140a)의 선폭이 3㎛ 이상이면, 데이터 라인의 배선 저항을 최소화하여 전압 강하 현상을 방지할 수 있는 이점이 있고, 상기 데이터 라인(140a)의 선폭이 5㎛ 이하이면, 데이터 라인의 선폭이 두꺼워 화소 영역을 축소시키는 문제점을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 데이터 라인(140a)의 두께가 450nm 이상이면, 데이터 라인의 배선 저항을 최소화하여 전압 강하 현상을 방지할 수 있는 이점이 있고, 상기 데이터 라인(140a)의 두께가 600nm 이하이면, 추후 형성되는 절연막 등의 층들의 스텝 커버리지가 저하될 수 있고 이에 따라 데이터 라인이 노출되어 다른 배선들과 쇼트가 일어나는 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 전원 라인(140e)은 5㎛ 이상 7㎛ 이하의 선폭을 가질 수 있으며, 450nm 이상 600nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 전원 라인(140e)은 각 화소에 전원을 공급하는 역할을 한다.
상기 전원 라인(140e)은 배선이기 때문에 전원이 공급되는 곳으로부터 가까운 화소와 먼 화소 간에 공급되는 전원이 달라질 수 있다. 더욱 자세하게는 전원이 공급되는 곳으로부터 전원 라인을 통해 전원이 공급되는데, 이때 배선의 저항에 의해 전원값이 달라질 수 있다. 즉, 배선 저항에 의한 전압 강하(IR-Drop) 현상이 발 생하게 된다.
그러므로, 상기 전원 라인(140e)은 전압 강하를 방지하기 위해 배선 저항을 최소화하여야 하는데, 이를 위해서 전원 라인(140e)의 두께와 선폭을 조절해야 한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에서는 전원 라인(140e)이 5㎛ 이상 7㎛ 이하의 선폭을 가질 수 있으며, 450nm 이상 600nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 여기서, 상기 전원 라인(140e)의 선폭이 5㎛ 이상이면, 전원 라인의 배선 저항을 최소화하여 전압 강하에 따른 휘도 불균일 현상을 방지할 수 있는 이점이 있고, 상기 전원 라인(140e)의 선폭이 7㎛ 이하이면, 전원 라인의 선폭이 두꺼워 화소 영역을 축소시키는 문제점을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 전원 라인(140e)의 두께가 450nm 이상이면, 전원 라인의 배선 저항을 최소화하여 전압 강하에 따른 휘도 불균일 현상을 방지할 수 있는 이점이 있고, 상기 전원 라인(140e)의 두께가 600nm 이하이면, 추후 형성되는 절연막 등의 층들의 스텝 커버리지가 저하될 수 있고 이에 따라 전원 라인이 노출되어 다른 배선들과 쇼트가 일어나는 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
특히, 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)이 3층 구조일 경우의 각 층의 두께로는 1층의 두께가 40 내지 60nm일 수 있고, 2층의 두께가 400 내지 500nm일 수 있으며, 3층의 두께가 10 내지 30nm일 수 있다.
여기서, 상기 3층의 구조 중 제1층을 이루는 몰리브덴은 다른 층과의 저항을 줄이기 위한 오믹 콘택의 역할을 하는 것으로 40 내지 60nm의 두께로 형성될 수 있 다. 그리고, 상기 3층의 구조 중 제2층을 이루는 알루미늄-네오디뮴은 저저항의 금속들로 배선의 저항을 낮추는 역할을 하는 것으로 400 내지 500nm의 두께로 형성될 수 있다. 또한, 상기 3층의 구조 중 제3층을 이루는 몰리브덴은 후속 열처리 공정에서 알루미늄-네오디뮴의 힐락 현상 즉, 알루미늄-네오디뮴이 고온에서 부풀어 오르는 현상을 방지하기 위한 보호층의 역할을 하는 것으로 10 내지 30nm의 두께로 형성될 수 있다.
도 1c 및 1d는 도 1b의 A 영역을 확대한 단면도이다.
도 1c를 참조하면, 전술한 바와 같이, 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)이 단일층으로 이루어질 경우에 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)의 테이퍼 각도(θ1)는 40 내지 70도일 수 있다. 여기서, 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)의 테이퍼 각도(θ1)가 40도 이상이면, 뽀족한 에지부에 전계가 집중되어 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)을 덮고 있는 절연막이 손상되는 현상을 방지할 수 있는 이점이 있으며 바람직하게는 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)의 테이퍼 각도(θ1)는 50도 이상일 수 있다. 그리고, 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)의 테이퍼 각도(θ1)가 70도 이하이면, 추후 형성되는 절연막 등의 층들의 스텝 커버리지가 저하될 수 있고 이에 따라 데이터 라인 또는 전원 라인이 노출되어 다른 배선들과 쇼트가 일어나는 현상을 방지할 수 있는 이점이 있으며, 바람직하게는 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)의 테이퍼 각도(θ1)는 60도 이하일 수 있다.
또한, 도 1d를 참조하면, 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)은 2중층으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게 상기 2중층은 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴, 몰리브덴/알루미늄 또는 티타늄/알루미늄일 수 있다. 이때, 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)의 1층의 테이퍼 각도(θ2)는 40 내지 70도일 수 있고, 2층의 테이퍼 각도(θ3)는 70 내지 90도일 수 있다. 이는 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)의 배선 저항을 최소화하여 배선 저항에 따른 전압 강하 현상을 방지하고, 이에 따른 휘도 불균일 현상을 방지할 수 있는 이점이 있고, 또한, 추후 형성되는 절연막 등의 스텝커버리지 저하에 따라 배선들이 노출되는 문제점을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 도 1e를 참조하면, 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)이 다중층으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게 상기 다중층은 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴의 3층일 수 있다. 이때, 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)의 1층의 테이퍼 각도(θ4)는 30 내지 60도일 수 있고, 2층의 테이퍼 각도(θ5)는 40 내지 70도일 수 있고, 3층의 테이퍼 각도(θ6)는 70 내지 90도일 수 있다. 이는 상기 데이터 라인(140a) 및 전원 라인(140e)의 배선 저항을 최소화하여 배선 저항에 따른 전압 강하 현상을 방지하고, 이에 따른 휘도 불균일 현상을 방지할 수 있는 이점이 있고, 또한, 추후 형성되는 절연막 등의 스텝커버리지 저하에 따라 배선들이 노출되는 문제점을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시 예에서는 데이터 라인 및 전원 라인의 저항을 낮추기 위해 각 라인의 두께, 선폭 및 테이퍼 각을 조절할 수 있다.
여기서, 상기 데이터 라인(140a)은 상기 스캔 라인(120a)보다 저항이 낮을 수 있다. 보다 자세하게는, 상기 데이터 라인(140a)의 두께는 상기 스캔 라인(120a)의 두께보다 두꺼울 수 있으며, 상기 데이터 라인(140a)의 선폭은 상기 스캔 라인(120a)의 선폭보다 넓을 수 있다. 즉, 상기 데이터 라인(140a)의 단면적은 상기 스캔 라인(120a)의 단면적보다 넓을 수 있다.
상기 데이터 라인(140a) 및 스캔 라인(120a)은 각 화소에 데이터 또는 스캔 신호를 보내는 역할을 할 수 있다. 그러나, 데이터 신호는 스캔 신호에 비해 공급되는 주파수가 높으므로 배선 저항에 민감하게 변하게 된다. 이에 따라 데이터 신호는 스캔 신호에 비해 왜곡되기 쉬운 문제점이 있다.
따라서, 상기 데이터 라인(140a)은 상기 스캔 라인(120a)에 비해 저항이 더 낮을 수 있으며, 두께 또는 선폭에 의해 결정되는 단면적을 크게함으로써, 상기 스캔 라인(120a) 보다 저항이 낮게 형성될 수 있다.
또한, 상기 전원 라인(140e)은 상기 데이터 라인(140a)보다 저항이 낮을 수 있다. 보다 자세하게는 상기 전원 라인(140e)의 선폭은 상기 데이터 라인(140a)의 선폭보다 넓을 수 있다. 즉, 상기 전원 라인(140e)은 상기 데이터 라인(140a)의 단면적보다 넓을 수 있다.
상기 데이터 라인(140a)은 각 화소에 신호를 보내지만 보통 상태에서는 전류가 흐르지 않기 때문에 전압 강하의 영향이 적을 수 있다. 하지만, 전원 라 인(140e)은 제 1 전극, 발광층 및 제 2 전극을 포함하는 유기발광 다이오드에 직접 연결되어 전원을 공급하므로, 전원 라인(140e)의 전압 강하가 일어나면 유기발광 다이오드의 휘도 불균일과 직결되기 때문에 배선 저항에 무척 민감할 수 밖에 없다.
따라서, 상기 전원 라인(140e)은 상기 데이터 라인(140a)보다 저항이 낮을 수 있으며, 선폭에 의해 결정되는 단면적을 넓게함으로써, 상기 데이터 라인(140a)보다 저항이 낮게 형성될 수 있다.
상기 데이터 라인(140a), 커패시터 상부 전극(140b), 드레인 및 소오스 전극(140c, 140d)과 전원 라인(140e) 상에 제 3 절연막(145)이 위치한다. 상기 제 3 절연막(145)은 하부 구조의 단차를 완화시키기 위한 평탄화막일 수 있으며, 폴리이미드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene series resin), 아크릴레이트(acrylate) 등의 유기물 또는 실리콘 산화물을 액상 형태로 코팅한 다음 경화시키는 SOG(spin on glass)와 같은 무기물로 형성될 수 있다.
이와는 달리, 상기 제 3 절연막(145)은 패시베이션막일 수 있으며, 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx) 또는 이들의 다중층일 수 있다.
제 3 절연막(145) 내에 드레인 및 소오스 전극(140c, 140d) 중 어느 하나를 노출시키는 비어홀(150)이 위치하며, 제 3 절연막(145) 상에 비어홀(150)을 통하여 드레인 및 소오스 전극(140c, 140d) 중 어느 하나와 전기적으로 연결되는 제 1 전극(155)이 위치한다.
상기 제 1 전극(155)은 애노드일 수 있으며, 투명한 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 여기서, 유기전계발광소자의 구조가 배면 또는 양면발광일 경우에 상기 제 1 전극(155)은 투명한 전극일 수 있으며, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 ZnO(Zinc Oxide) 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 유기전계발광소자의 구조가 전면발광일 경우에 상기 제 1 전극(155)은 반사 전극일 수 있으며, ITO, IZO 또는 ZnO 중 어느 하나로 이루어진 층 하부에 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 니켈(Ni) 중 어느 하나로 이루어진 반사층을 더 포함할 수 있고, 이와 더불어, ITO, IZO 또는 ZnO 중 어느 하나로 이루어진 두 개의 층 사이에 상기 반사층을 포함할 수 있다.
제 1 전극(155) 상에 인접하는 제 1 전극들을 절연시키며, 제 1 전극(155)의 일부를 노출시키는 개구부(165)를 포함하는 제 4 절연막(160)이 위치한다. 개구부(165)에 의해 노출된 제 1 전극(155) 상에 발광층(175)이 위치한다.
발광층(175)은 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 물질로 이루어질 수 있으며, 인광 또는 형광물질을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 발광층(175)이 적색인 경우, CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있다. 이와는 달리, PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 적색을 발광하는 발광층(175)의 경우에 호스트 물질의 최고 점유 분자 궤도 준위는 5.0 내지 6.5일 수 있고, 최저 점유 분자 궤도 준위(LUMO : Lowest Unoccupied Molecular Orbital)은 2.0 내지 3.5일 수 있다.
또한, 도펀트 물질의 최고 점유 분자 궤도 준위(HOMO : Highest Occupied Molecular Orbital)는 4.0 내지 6.0일 수 있고, 최저 점유 분자 궤도 준위(LUMO : Lowest Unoccupied Molecular Orbital)은 2.4 내지 3.5일 수 있다.
상기 발광층(175)이 녹색인 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있다. 이와는 달리, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 녹색을 발광하는 발광층(175)의 경우에 호스트 물질의 최고 점유 분자 궤도 준위는 5.0 내지 6.5일 수 있고, 최저 점유 분자 궤도 준위(LUMO : Lowest Unoccupied Molecular Orbital)은 2.0 내지 3.5일 수 있다.
또한, 도펀트 물질의 최고 점유 분자 궤도 준위(HOMO : Highest Occupied Molecular Orbital)는 4.5 내지 6.0일 수 있고, 최저 점유 분자 궤도 준위(LUMO : Lowest Unoccupied Molecular Orbital)은 2.0 내지 3.5일 수 있다.
상기 발광층(175)이 청색인 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, (4,6-F2ppy)2Irpic을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있다. 이와는 달리, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 청색을 발광하는 발광층(175)의 경우에 호스트 물질의 최고 점유 분자 궤도 준위는 5.0 내지 6.5일 수 있고, 최저 점유 분자 궤도 준위(LUMO : Lowest Unoccupied Molecular Orbital)은 2.0 내지 3.5일 수 있다.
또한, 도펀트 물질의 최고 점유 분자 궤도 준위(HOMO : Highest Occupied Molecular Orbital)는 4.5 내지 6.0일 수 있고, 최저 점유 분자 궤도 준위(LUMO : Lowest Unoccupied Molecular Orbital)은 2.0 내지 3.5일 수 있다.
상기 발광층(175) 상에 제 2 전극(180)이 위치한다. 상기 제 2 전극(180)은 캐소드 전극일 수 있으며, 일함수가 낮은 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 여기서, 제 2 전극(180)은 유기전계발광소자가 전면 또는 양면발광구조일 경우, 빛을 투과할 수 있을 정도로 얇은 두께로 형성할 수 있으며, 유기전계발광소자가 배면발광구조일 경우, 빛을 반사시킬 수 있을 정도로 두껍게 형성할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계발광소자는 데이터 라인 및 전원 라인의 테이퍼 각도, 두께 및 선폭에 의해 결정되는 단면적을 저항이 최대 한 낮을 수 있도록 형성함으로써, 유기전계발광소자의 휘도를 균일하게 하고 이에 따라 유기전계발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
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.
도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계발광소자를 나타낸 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 I-I'에 따른 단면도이다.
도 1c 내지 도 1e는 도 1b의 A 영역을 확대한 단면도이다.

Claims (18)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 위치하며, 게이트 전극, 상기 게이트 전극 상에 위치하는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 위치하는 반도체층, 상기 반도체층과 전기적으로 연결되는 소오스 전극 및 드레인 전극, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상에 위치하는 발광층 및 상기 발광층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하는 화소영역; 및
    상기 기판 상에 위치하며, 스캔 라인, 데이터 라인 및 전원 라인을 포함하는 비화소영역을 포함하며,
    상기 데이터 라인 및 전원 라인의 테이퍼 각은 40 내지 70도이고, 상기 데이터 라인의 단면적은 상기 스캔 라인의 단면적보다 큰 유기전계발광소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 라인 및 상기 전원 라인의 테이퍼 각은 50 내지 60도인 유기전계발광소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 라인 및 상기 전원 라인은 단일층 또는 다중층으로 이루어진 유기전계발광소자.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 단일층은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 유기전계발광소자.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 다중층은 2층 또는 3층 구조인 유기전계발광소자.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 2층 구조 중 제1층의 테이퍼 각은 40 내지 70도이고, 상기 2층 구조 중 제2층의 테이퍼 각은 70 내지 90도인 유기전계발광소자.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 3층 구조 중 제1층의 테이퍼 각은 30 내지 60도이고, 상기 3층 구조 중 제2층의 테이퍼 각은 40 내지 70도이고, 상기 3층 구조 중 제3층의 테이퍼 각은 70 내지 90도인 유기전계발광소자.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 2층 구조는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴, 몰리브덴/알루미늄 또는 티타늄/알루미늄인 유기전계발광소자.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 3층 구조는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴, 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 또는 티타늄/알루미늄/티타늄인 유기전계발광소자.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 스캔 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 유기전계발광소자.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 라인의 저항은 상기 스캔 라인보다 작은 유기전계발광소자.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 라인의 두께는 상기 스캔 라인보다 두꺼운 유기전계발광소자.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 라인의 폭은 상기 스캔 라인의 폭보다 넓은 유기전계발광소자.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 라인의 저항은 상기 스캔 라인의 저항보다 작은 유기전계발광소자.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 라인의 저항은 상기 데이터 라인의 저항보다 작은 유기전계발광소자.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 라인의 폭은 상기 데이터 라인의 폭보다 넓은 유기전계발광소자.
  17. 삭제
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 라인의 단면적은 상기 데이터 라인의 단면적보다 큰 유기전계발광소자.
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