KR101607136B1 - Organic light emitting diode device using SiOC thin film and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로서, 특히, 실리콘산화막보다 절연특성이 우수한 SiOC 박막을 사용하여 분극감소 및 저항감소 효과에 의해서 SiOC 박막이 정공차단막과 전자차단막으로 기능하는 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an organic electroluminescent device, and more particularly, to an organic electroluminescent device using an SiOC thin film having a better insulation characteristic than a silicon oxide film, and a SiOC thin film serving as a hole blocking film and an electron blocking film, Emitting device and a method of manufacturing the same.
OLED디바이스(Organic Light Emitting Diode device, 유기전계발광소자)는 스스로 빛을 내는 현상을 이용한 디스플레이다. 유기전계발광소자는 기판 상에 위치하는 두 개의 전극 사이에 발광층이 형성된 자발광소자로서, 기판의 서브 화소 영역마다 형성된 박막 트랜지스터와 접속되는 양극인 제 1 전극, 발광층 및 음극인 제 2 전극을 포함하여 이루어진다. 유기전계발광소자의 제 1 및 제 2 전극에 사이에 전압을 가하여 각각의 전자와 정공을 주입하면, 주입된 전자와 정공은 전자수송층 및 정공수송층을 통과하고 발광층(Emission Layer, EML)에서 결합하여 발광한다. OLED devices (Organic Light Emitting Diode devices) are displays that emit light by themselves. The organic electroluminescent device includes a first electrode that is an anode connected to a thin film transistor formed in each sub pixel region of the substrate, a second electrode that is a light emitting layer, and a cathode that includes a light emitting layer between two electrodes positioned on a substrate . When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode of the organic electroluminescent device to inject respective electrons and holes, the injected electrons and holes pass through the electron transporting layer and the hole transporting layer and are coupled by an emission layer (EML) And emits light.
이를 조금 더 구체적으로 설명하면, 유기전계발광소자는 전원이 공급되면 유기물인 단분자/저분자/고분자 박막에 음극에서는 전자(-)가 전자수송층을 통해 유기물질인 발광층으로 이동하고, 양극에서는 정공(+개념)이 정공수송층을 통해 발광층으로 이동하게 되어 발광층에서 만난 전자와 정공이 재결합하여면서 여기자(Excition)를 형성하고, 여기자가 낮은 에너지 상태로 떨어지면서 에너지가 방출되면서 특정한 파장의 빛이 발생하는 원리이다.More specifically, when the organic electroluminescent device is supplied with power, the organic electroluminescent device moves to an organic material, a single molecule, a low molecular weight / polymer thin film, an electron (-) moves through the electron transport layer to the organic light emitting layer, + Concept) is moved to the light emitting layer through the hole transport layer, and electrons and holes in the light emitting layer are recombined to form an excitation. As excitons fall to a low energy state, energy is emitted and light of a specific wavelength is generated It is a principle.
유기전계발광소자의 주요 컬러 구현 방식으로는 3색(Red, Green, Blue) 독립화소방식, 색변환 방식(CCM), 컬러 필터 방식 등이 있고, 사용하는 발광재료에 포함된 유기물질의 양에 따라 저분자 유기전계발광소자와 고분자 유기전계발광소자로 구분하며, 구동방식에 따라 수동형 구동방식(passive matrix; PM)과 능동형 구동방식(active matrix; AM)으로 구분한다.There are three color (Red, Green, Blue) independent pixel method, a color conversion method (CCM), a color filter method, and the like of the organic EL element. (PM) and an active matrix (AM) according to the driving method. The organic electroluminescent device is classified into a low-molecular organic electroluminescent device and a polymer organic electroluminescent device.
유기전계발광소자는 고속응답, 광시야각, 고화질, 넓은 구동온도 범위 등 디스플레이로서 필요한 모든 요소를 갖추고 있어 LCD를 대체할 꿈의 디스플레이로 각광받고 있다.Organic electroluminescent devices are expected to replace LCD as a dream display because they have all the elements necessary for display such as high-speed response, wide viewing angle, high image quality and wide driving temperature range.
유기전계발광소자는 낮은 전압에서 구동이 가능하고 얇은 박형으로 만들 수 있으며, 넓은 시야각과 빠른 응답속도를 갖고 있어 일반 LCD와 달리 바로 옆에서 보아도 화질이 변하지 않으며 화면에 잔상이 남지 않는다. 또한 소형 화면에서는 LCD 이상의 화질과 단순한 제조공정으로 인하여 유리한 가격 경쟁력을 갖는다. 또한, 휴대전화나 카오디오, 디지털카메라와 같은 소형기기의 디스플레이에 주로 사용되며, 기판 재질로는 유리를 사용하고 있으나 필름을 사용하면 구부려서 들고 다닐 수 있는 디스플레이장치를 종이와 같이 박막으로 만들 수 있다.
Organic electroluminescent devices can be driven at a low voltage, can be made thin, and have a wide viewing angle and fast response speed. Therefore, unlike ordinary LCDs, image quality does not change even when viewed from the side. In addition, in the small-sized screen, it is advantageous in price because of the quality of the LCD and simple manufacturing process. In addition, it is mainly used in displays of small-sized devices such as cellular phones, car audio and digital cameras. Although a glass substrate is used as a substrate material, a display device which can be bent and carried can be made into a thin film like paper .
유기전계발광소자를 이용한 디스플레이 장치는, 표시패널에 배치된 서브 픽셀이 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 커패시터를 포함하는 트랜지스터부와, 트랜지스터부의 구동 트랜지스터에 연결된 하부전극, 유기 발광층 및 상부전극을 포함하는 유기전계발광소자를 포함하고 있다.A display device using an organic electroluminescent device includes a transistor portion having a switching transistor, a driving transistor, and a capacitor, the subpixel being disposed on a display panel, a lower electrode connected to the driving transistor of the transistor portion, an organic light emitting layer And an electroluminescent element.
한편, 유기전계발광소자 각각의 화소를 구동하기 위해서는 평균휘도에 선의 개수를 곱한 것만큼의 순간휘도를 내야만 한다.On the other hand, in order to drive the pixels of each organic electroluminescent device, the instant brightness must be as much as the average brightness multiplied by the number of lines.
따라서 종래의 수동 구동방식의 유기전계발광소자에서는 선이 많을수록 더 높은 전압과 더 많은 전류를 순간적으로 인가해 주어야 하므로 소자의 열화를 가속시키고 소비전력이 높아져 고해상도, 대면적 디스플레이는 적합하지 않은 문제점이 있다.
Therefore, in the conventional passive driving type organic electroluminescent device, as the number of lines increases, a higher voltage and a larger amount of current must be momentarily applied, which accelerates the deterioration of the device and increases power consumption, have.
따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 저유전상수를 갖는 SiOC 절연박막을 사용하여 누설전류감소, 반도체계면에서의 접촉저항감소 특성을 갖는 고효율 유기전계발광소자를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-efficiency organic electroluminescent device using a SiOC insulating thin film having a low dielectric constant to reduce a leakage current and reduce a contact resistance at a semiconductor interface.
또한, 본 발명의 다른 목적은 박막 트랜지스터를 집적시켜 각 화소가 완전하게 온-오프 스위칭 되고, 아울러 화소 전류를 일정치로 유지시킴으로써 대조비, 소비전력 등을 향상시킨 박막 트랜지스터로 구동되는 유기전계발광소자를 제공하는데 있다.
It is another object of the present invention to provide an organic electroluminescent display device which is driven by a thin film transistor in which thin film transistors are integrated so that each pixel is completely turned on and off and the contrast ratio and power consumption are improved by keeping the pixel current at a constant value. .
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자는, 기판; 상기 기판 상에 형성된 ITO 하부전극; 상기 ITO 하부전극 상에 형성된 전자제공층; 상기 전자제공층 상에 SiOC 박막으로 형성된 홀블로킹막; 상기 홀블로킹막 상에 형성된 발광층; 상기 발광층 상에 형성된 정공제공층; 및 상기 정공제공층 상에 형성된 상부전극;으로 구성되며, 상기 SiOC 박막의 유전상수는 1.3∼2.5인 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an organic electroluminescent device using a SiOC thin film, comprising: a substrate; An ITO lower electrode formed on the substrate; An electron donor layer formed on the ITO lower electrode; A hole blocking film formed of a SiOC film on the electron donor layer; A light-emitting layer formed on the hole blocking film; A hole providing layer formed on the light emitting layer; And an upper electrode formed on the hole providing layer, wherein the SiOC thin film has a dielectric constant of 1.3 to 2.5.
또한, 본 발명에 따른 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자는, 기판; 상기 기판 상에 형성된 ITO 하부전극; 상기 ITO 하부전극 상에 형성된 전자제공층; 상기 전자제공층 상에 형성된 발광층; 상기 발광층 상에 SiOC 박막으로 형성된 전자블로킹막; 상기 전자블로킹막 상에 형성된 정공제공층; 및 상기 정공제공층 상에 형성된 상부전극;으로 구성되며, 상기 SiOC 박막의 유전상수는 1.3∼2.5인 것을 특징으로 한다.In addition, the organic electroluminescent device using the SiOC thin film according to the present invention includes a substrate; An ITO lower electrode formed on the substrate; An electron donor layer formed on the ITO lower electrode; A light emitting layer formed on the electron donating layer; An electron blocking film formed of a SiOC thin film on the light emitting layer; A hole providing layer formed on the electron blocking film; And an upper electrode formed on the hole providing layer, wherein the SiOC thin film has a dielectric constant of 1.3 to 2.5.
이때, 본 발명에 따른 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자의 상기 홀블로킹막 및 상기 전자블로킹막인 SiOC 박막의 누설전류가 10-12 ~ 10-10 A이하인 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the hole blocking film of the organic electroluminescent device using the SiOC thin film according to the present invention and the SiOC thin film as the electron blocking film have a leakage current of 10 -12 to 10 -10 A or less.
또한, 본 발명에 따른 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자의 상기 기판은, 투명기판으로서 휘어지거나 구부러질 수 있는 유연한 기판인 것을 특징으로 한다.In addition, the substrate of the organic electroluminescent device using the SiOC thin film according to the present invention is a flexible substrate which can be bent or bent as a transparent substrate.
또한, 본 발명에 따른 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자의 제조방법에 있어서, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 ITO 하부전극을 형성하는 단계; 상기 ITO 하부전극 상에 전자제공층을 형성하는 단계; 상기 전자제공층 상에 발광층을 형성하는 단계; 상기 발광층 상에 SiOC 박막으로 전자블로킹막을 형성하는 단계; 상기 전자블로킹막 상에 정공제공층을 형성하는 단계; 및 상기 정공제공층 상에 상부전극을 형성하는 단계;로 이루어지며, 상기 SiOC 박막 형성의 초기조건은 10-8~10-5 Torr이고, 공정조건은 10-3~1.2 Torr이며, SiOC 박막의 성분비를 조절하기 위해서 산소 가스를 이용하고, SiOC 타겟(SiOx : CHx = 95 : 5 M%)을 사용하며, 플라즈마용 산소 유량비는 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 sccm으로 변화시키면서 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착시키고, 파워는 250~300W 범위에서 10분 동안 증착시키며, 상기 SiOC 박막의 유전상수는 1.3∼2.5인 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an organic electroluminescent device using a SiOC thin film, comprising: preparing a substrate; Forming an ITO lower electrode on the substrate; Forming an electron donor layer on the ITO lower electrode; Forming a light emitting layer on the electron donor layer; Forming an electron blocking film with the SiOC thin film on the light emitting layer; Forming a hole providing layer on the electron blocking film; And forming an upper electrode on the hole providing layer, wherein an initial condition for forming the SiOC thin film is 10 -8 to 10 -5 Torr, a process condition is 10 -3 to 1.2 Torr, and an upper electrode is formed on the SiOC thin film The SiOC target (SiOx: CHx = 95: 5 M%) was used to adjust the composition ratio and the oxygen flow rate for plasma was 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 sccm And the power is in a range of 250 to 300 W for 10 minutes, and the dielectric constant of the SiOC thin film is 1.3 to 2.5.
또한, 본 발명에 따른 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자의 제조방법에 있어서, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 ITO 하부전극을 형성하는 단계; 상기 ITO 하부전극 상에 전자제공층을 형성하는 단계; 상기 전자제공층 상에 SiOC 박막으로 홀블로킹막을 형성하는 단계; 상기 홀블로킹막 상에 발광층을 형성하는 단계; 상기 전자블로킹막 상에 정공제공층을 형성하는 단계; 및 상기 정공제공층 상에 상부전극을 형성하는 단계;로 이루어지며, 상기 SiOC 박막 형성의 초기조건은 ~10-5 Torr이고, 공정조건은 ~1.2 Torr이며, SiOC 박막의 성분비를 조절하기 위해서 산소 가스를 이용하고, SiOC 타겟(SiOx : CHx = 95 : 5 M%)을 사용하며, 플라즈마용 산소 유량비는 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 sccm으로 변화시키면서 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착시키고, 파워는 250~300W 범위에서 10분 동안 증착시키며, 상기 SiOC 박막의 유전상수는 1.3∼2.5인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an organic electroluminescent device using a SiOC thin film, comprising: preparing a substrate; Forming an ITO lower electrode on the substrate; Forming an electron donor layer on the ITO lower electrode; Forming a hole blocking film with a SiOC film on the electron donor layer; Forming a light emitting layer on the hole blocking film; Forming a hole providing layer on the electron blocking film; And forming an upper electrode on the hole providing layer. The initial condition of the SiOC thin film formation is ~ 10 -5 Torr and the process condition is ~ 1.2 Torr. In order to control the composition ratio of the SiOC thin film, oxygen Gas was used and a SiOC target (SiOx: CHx = 95: 5 M%) was used and the flow rate of oxygen for plasma was changed to 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 sccm, RF magnetron sputtering And the power is in the range of 250 to 300 W for 10 minutes, and the SiOC thin film has a dielectric constant of 1.3 to 2.5.
이때, 본 발명에 따른 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자의 제조방법에 있어서, 상기 홀블로킹막 및 상기 전자블로킹막인 상기 SiOC 박막의 누설전류가 10-12 ~ 10-10 A이하인 것이 바람직하다. At this time, in the method of manufacturing the organic electroluminescent device using the SiOC thin film according to the present invention, it is preferable that the leakage current of the hole blocking film and the SiOC thin film as the electron blocking film is 10 -12 to 10 -10 A or less.
또한, 본 발명에 따른 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자의 제조방법에 있어서, 홀블로킹막 및 상기 전자블로킹막을 형성하는 상기 SiOC 박막을 증착하는 상기 SiOC 타겟의 조성 중 탄소함량이 0.1 ～10% 범위인 것이 바람직하다.
In the method of manufacturing an organic electroluminescent device using the SiOC thin film according to the present invention, it is preferable that the composition of the SiOC target for depositing the hole blocking film and the SiOC thin film forming the electron blocking film has a carbon content in the range of 0.1 to 10% .
상술한 바와 같이, 본 발명은 유전상수가 낮고 저항이 낮은 SiOC 박막을 홀블로킹막 혹은 전자블로킹막으로 사용함으로써, 계면에서의 확산전류로 인하여 유기전계발광소자에서 전류의 흐름을 증가시켜 유기전계발광소자의 효율을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the present invention uses a SiOC thin film having a low dielectric constant and a low resistance as a hole blocking film or an electron blocking film, thereby increasing the current flow in the organic electroluminescent device due to the diffusion current at the interface, Thereby improving the efficiency of the device.
또한, 본 발명은 유기전계발광소자의 효율을 높이기 위해서 정공블록킹층과 전자블록킹층으로 저유전상수를 갖는 SiOC 절연박막을 사용함으로써, 누설전류감소, 반도체계면에서의 접촉저항감소 특성을 갖는 유기발광 디스플레이를 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention uses an SiOC insulating thin film having a low dielectric constant as a hole blocking layer and an electronic blocking layer in order to increase the efficiency of the organic electroluminescent device, so that an organic light emitting display Can be provided.
또한, 본 발명은 박막 트랜지스터를 집적시켜 각 화소가 완전하게 온-오프 스위칭 되도록 하고, 화소 전류를 일정하게 유지시킴으로써 대조비 및 소비전력이 크게 향상된 유기발광 디스플레이를 제공할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention provides an organic light emitting display in which thin film transistors are integrated so that each pixel is completely turned on and off, and the pixel current is kept constant, thereby improving the contrast ratio and power consumption.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자블록킹(전자차단막)으로써 SiOC 박막을 갖는 유기전계발광소자를 이용한 유기발광 디스플레이의 단면도,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 홀블록킹(정공차단막)으로써 SiOC 박막을 갖는 유기전계발광소자를 이용한 유기발광 디스플레이의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 SiOC 절연박막을 삽입한 금속-반도체-실리콘 구조(Metal-Insulator-Si)에서 많은 전류가 흐르는 현상을 보여주는 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 SiOC 절연박막을 발광층 사이에 삽입한 발광층-반도체-발광층 구조에서 많은 전류가 흐르는 현상을 보여주는 그래프.1 is a sectional view of an organic light emitting display using an organic electroluminescent device having a SiOC thin film as an electronic blocking (electron blocking film) according to a first embodiment of the present invention,
2 is a sectional view of an organic light emitting display using an organic electroluminescent device having a SiOC thin film as a hole blocking (hole blocking layer) according to a second embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a graph showing a phenomenon in which a large amount of current flows in a metal-insulator-silicon structure in which a SiOC insulating thin film according to the present invention is inserted,
4 is a graph showing a phenomenon in which a large amount of current flows in a light emitting layer-semiconductor-light emitting layer structure in which a SiOC insulating thin film according to the present invention is inserted between light emitting layers.
이하에서는 본 발명에 따른 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자에 대한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시 예는 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것으로, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있다. Hereinafter, embodiments of an organic electroluminescent device using the SiOC thin film according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.
도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타낸다. 하기의 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것일 뿐, 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The same features of the Figures represent the same reference symbols wherever possible. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.
본 발명은 반도체 장치 및 반도체 장치를 제작하기 위한 방법과 관련된다. 여기서 반도체 장치들은 반도체 절연막으로써 SiOC 반도체 특성을 이용한 일반적인 소자와 장치들을 말한다. The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device. Here, semiconductor devices refer to general devices and devices using SiOC semiconductor characteristics as a semiconductor insulating film.
구체적으로는 유기전계발광소자 제작에 있어 정공차단막과 전자차단막으로써 SiOC 박막을 적용하는 기술에 대한 것이다.More specifically, the present invention relates to a technique of applying a SiOC thin film as a hole blocking layer and an electron blocking layer in the fabrication of an organic electroluminescent device.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the organic electroluminescent device using the SiOC thin film according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자블록킹(전자차단막)으로써 SiOC 박막을 갖는 유기전계발광소자를 이용한 유기발광 디스플레이의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 홀블록킹(정공차단막)으로써 SiOC 박막을 갖는 유기전계발광소자를 이용한 유기발광 디스플레이의 단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of an organic light emitting display using an organic electroluminescent device having an SiOC thin film as an electronic blocking (electromagnetic shielding film) according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross- Sectional view of an organic light emitting display using an organic electroluminescent device having a SiOC thin film as a hole transporting layer (hole blocking layer).
먼저, 도 1에 도시된 유기발광 디스플레이는 기본적으로 투명기판(100)과 상부전극(201), 하부전극(202) 및 상기 두 전극 내에 발광층(220)이 삽입되어 있는 구조로 되어 있고, 상부전극(201)과 발광층(220) 사이에 정공제공층(210) 및 전자블로킹막(300)이 있으며, 하부전극(202)과 하부전극(202) 사이에 전자제공층(230)이 구성되어 있다.1 includes a
상기 투명기판(10)은 휘어지거나 구부러질 수 있는 유연한 기판이 될 수 있고, 상기 유연한 기판은 수지층을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 수지층은 PET(polyethylene terephthalate), PE(polyester), PEN(polyethylene naphthalate), PEEK(polyetheretherketone), PC(polycarbonate), PES(polyethersulphone), PI(polyimide), PAR(polyarylate), PCO(polycyclicolefin) 및 polynor-bornene 중 적어도 어느 하나로 마련될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 산화물 반도체를 이용한 TFT는 상온에서 공정이 이루어지고 터널링 현상에 의해서 문턱전압이동이 없으며, 온오프(on/off) 특성 및 투명성이 우수하므로 미래의 투명디스플레이 소자에 적합하다. The
유기발광 디스플레이의 표시패널은 매트릭스형태로 배치된 서브 픽셀(Sub Pixel)을 갖는 표시부를 포함한다. 서브 픽셀들은 수동매트 릭스형(PM) 또는 능동매트릭스형(AM)으로 형성될 수 있다. 서브 픽셀들이 능동매트릭스형으로 형성된 경우, 이는 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 커패시터 및 유기 발광다이오드를 포함하는 2T(Transistor)1C(Capacitor) 구조로 구성되거나 3T1C, 4T1C, 5T2C 등과 같이 트랜지스터 및 커패시터가 더 추가된 구조로 구성될 수도 있다. The display panel of the organic light emitting display includes a display unit having a sub pixel arranged in a matrix form. The subpixels may be formed of a passive matrix type (PM) or an active matrix type (AM). When the subpixels are formed in the active matrix type, they may be formed of a 2T (Transistor) 1C (Capacitor) structure including a switching transistor, a driving transistor, a capacitor and an organic light emitting diode, or a transistor and a capacitor may be additionally added such as 3T1C, 4T1C and 5T2C Or the like.
상기 전자블로킹막(300)과 상부전극(201)은 음극(Cathod)이고, 상기 하부전극(202)은 양극(Anode)으로 되어 있다. 이때, 상기 전자블로킹막(300)은 SiOC 박막으로 이루어지며, 상기 SiOC 절연막의 유전상수는 1.3～2.5 인 것이 바람직하다.The
SiOC 박막의 분극을 없애고 유전상수가 낮은 절연막을 제작하기 위한 제조방법에는 스퍼터 방법, ICP-CVD 방법, PE-CVD 방법이 있을 수 있으며, 스퍼터 방법에 의한 SiOC 박막의 제조방법의 일 실시 예는 다음과 같다. A manufacturing method for manufacturing an insulating film having a low dielectric constant by eliminating the polarization of the SiOC thin film may be a sputtering method, an ICP-CVD method, or a PE-CVD method. One embodiment of a method of manufacturing a SiOC thin film by a sputtering method includes Respectively.
초기조건은 ~10-5 Torr, 공정조건은 ~1.2 Torr이며, SiOC 박막의 성분비를 조절하기 위해서 산소 가스를 이용하고 SiOC 타겟(SiOx : CHx = 95 : 5 M%)을 사용한다. 플라즈마를 만들기 위해서 사용하는 산소의 유량비는 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 sccm 으로 변화시키면서 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착시키는데, 파워는 250~300W 범위에서 10분 동안 증착시킨다.The initial condition is ~ 10 -5 Torr and the process condition is ~ 1.2 Torr. In order to control the composition ratio of SiOC thin film, oxygen gas is used and SiOC target (SiOx: CHx = 95: 5 M%) is used. The flow rate of the oxygen used to make the plasma is varied by 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 sccm and RF magnetron sputtering. The power is deposited in the range of 250 to 300W for 10 minutes.
이때, 상기 SiOC 박막의 허용 누설전류의 범위는 10-12 ~ 10-10 A이하인 것이 바람직하다. At this time, the allowable leakage current range of the SiOC thin film is preferably 10 -12 to 10 -10 A or less.
도 2에 도시된 본 발명에 따른 유기전계발광소자를 적용한 유기발광 디스플레이는 기본적으로 투명기판(100)과 상부전극(201), 하부전극(202) 및 상기 두 전극 내에 발광층(220)이 삽입되어 있는 구조로 되어 있고, 상부전극(201)과 발광층(220) 사이에 정공제공층(210)이 있으며, 하부전극(202)과 발광층(220) 사이에 홀블로킹막(400)과 전자제공층(230)이 구성되어 있다.The organic electroluminescent display employing the organic electroluminescent device according to the present invention shown in FIG. 2 is basically composed of a
상기 홀블로킹막(400)과 상기 상부전극(201)은 음극(Cathod)이고, 상기 하부전극(202)은 양극(Anode)로 되어 있다.The
도 2를 참조하면, 금속전극과 발광층(220) 접촉 시에 문제가 되는 저항성분을 줄이기 위해 상기 정공제공층(210) 및 전자제공층(230)을 증착한 것으로, 상기 정공제공층(210) 및 전자제공층(230)의 유전상수는 1.3～2.5인 SiOC를 사용할 수 있다.
Referring to FIG. 2, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 홀블록킹 박막과 전자블록킹 박막을 성막함에 있어서, SiOC 박막으로 이루어지되, 상기 SiOC 박막의 유전상수는 1.3～2.5 범위로 제한한다. As described above, in the organic electroluminescent device according to the present invention, the hole blocking thin film and the electron blocking thin film are formed of a SiOC thin film, and the dielectric constant of the SiOC thin film is limited to 1.3 to 2.5.
그리고 상기 SiOC 박막을 스퍼터링으로 형성하는 단계에서 SiOC 타겟의 조성 중 탄소함량이 0.1 ～10% 범위인 것이 바람직하다. SiOC 박막의 유전상수를 상기 범위 내로 두기 위해서 SiOC 박막 내의 분극을 줄일 필요가 있기 때문이다. In the step of forming the SiOC thin film by sputtering, the carbon content in the composition of the SiOC target is preferably in the range of 0.1 to 10%. This is because it is necessary to reduce the polarization in the SiOC thin film in order to keep the dielectric constant of the SiOC thin film within the above range.
또한, 본 발명에 따른 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자의 제조방법에 있어서, 상기 SiOC 박막을 형성하는 단계는 DC-스퍼터링 또는 RF-스퍼터링에 의해서 이루어질 수 있다.
In addition, in the method of manufacturing an organic electroluminescent device using the SiOC thin film according to the present invention, the step of forming the SiOC thin film may be performed by DC sputtering or RF sputtering.
도 3은 본 발명에 따른 SiOC 절연박막을 삽입한 금속-반도체-실리콘 구조(Metal-Insulator-Si)에서 많은 전류가 흐르는 현상을 보여주는 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 SiOC 절연박막을 발광층 사이에 삽입한 발광층-반도체-발광층 구조에서 많은 전류가 흐르는 현상을 보여주는 그래프이다. FIG. 3 is a graph showing a phenomenon in which a large current flows in a metal-insulator-silicon structure in which a SiOC insulating thin film according to the present invention is inserted. FIG. Emitting layer-semiconductor-light-emitting layer structure inserted in the light-emitting layer-semiconductor-light-emitting layer structure.
도 3에 도시된 바와 같이, 은 본 발명에 따른 SiOC 절연박막을 삽입할 경우 저항의 감소에 의한 유전체내부의 확산전류효과에 의하여 금속-반도체-실리콘 구조(Metal-Insulator-Si)에서 큰 전류가 흐르게 되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 발광층 사이에 절연막인 SiOC 박막을 삽입할 경우 저항의 감소에 의한 유전체내부의 확산전류효과에 의하여 발광층-반도체-발광층 구조에서 많은 전류가 흐르게 된다.
As shown in FIG. 3, when a SiOC insulating thin film according to the present invention is inserted, a large current is generated in a metal-insulator-silicon (Si) As shown in FIG. 4, when a SiOC thin film as an insulating layer is inserted between the light emitting layers, much current flows in the light emitting layer-semiconductor-light emitting layer structure due to the diffusion current effect inside the dielectric due to the decrease in resistance.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시 예를 중심으로 구체적으로 기술되었으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
100: 기판 201: 상부전극
202: 하부전극 210: 정공제공층
220: 발광층 230: 전자제공층
300: 전자블록킹막 400: 홀블록킹막100: substrate 201: upper electrode
202: lower electrode 210: hole providing layer
220: light emitting layer 230: electron providing layer
300: Electronic blocking film 400: Hole blocking film
Claims (10)
기판을 준비하는 단계;
상기 기판 상에 ITO 하부전극을 형성하는 단계;
상기 ITO 하부전극 상에 전자제공층을 형성하는 단계;
상기 전자제공층 상에 발광층을 형성하는 단계;
상기 발광층 상에 SiOC 박막으로 전자블로킹막을 형성하는 단계;
상기 전자블로킹막 상에 정공제공층을 형성하는 단계; 및
상기 정공제공층 상에 상부전극을 형성하는 단계;로 이루어지며,
상기 SiOC 박막 형성의 초기조건은 10-8~10-5 Torr이고, 공정조건은 10-3~1.2 Torr이며, SiOC 박막의 성분비를 조절하기 위해서 산소 가스를 이용하고, SiOC 타겟(SiOx : CHx = 95 : 5 M%)을 사용하며, 플라즈마용 산소 유량비는 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 sccm으로 변화시키면서 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착시키고, 파워는 250~300W 범위에서 10분 동안 증착시키며,
상기 SiOC 박막의 유전상수는 1.3∼2.5인 것을 특징으로 하는 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자의 제조방법.
A method of manufacturing an organic electroluminescent device,
Preparing a substrate;
Forming an ITO lower electrode on the substrate;
Forming an electron donor layer on the ITO lower electrode;
Forming a light emitting layer on the electron donor layer;
Forming an electron blocking film with the SiOC thin film on the light emitting layer;
Forming a hole providing layer on the electron blocking film; And
And forming an upper electrode on the hole providing layer,
The initial conditions for forming the SiOC thin film were 10 -8 to 10 -5 Torr and the process conditions were 10 -3 to 1.2 Torr. In order to control the composition ratio of the SiOC thin film, oxygen gas was used and the SiOC target (SiOx: CHx = And the power was varied by RF magnetron sputtering method in the range of 250 to 300 W, and the flow rate of oxygen for plasma was changed to 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 sccm. Min,
Wherein the SiOC thin film has a dielectric constant of 1.3 to 2.5.
기판을 준비하는 단계;
상기 기판 상에 ITO 하부전극을 형성하는 단계;
상기 ITO 하부전극 상에 전자제공층을 형성하는 단계;
상기 전자제공층 상에 SiOC 박막으로 홀블로킹막을 형성하는 단계;
상기 홀블로킹막 상에 발광층을 형성하는 단계;
상기 발광층 상에 정공제공층을 형성하는 단계; 및
상기 정공제공층 상에 상부전극을 형성하는 단계;로 이루어지며,
상기 SiOC 박막 형성의 초기조건은 10-8~10-5 Torr이고, 공정조건은 10-3~1.2 Torr이며, SiOC 박막의 성분비를 조절하기 위해서 산소 가스를 이용하고, SiOC 타겟(SiOx : CHx = 95 : 5 M%)을 사용하며, 플라즈마용 산소 유량비는 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 sccm으로 변화시키면서 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착시키고, 파워는 250~300W 범위에서 10분 동안 증착시키며,
상기 SiOC 박막의 유전상수는 1.3∼2.5인 것을 특징으로 하는 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자의 제조방법.
A method of manufacturing an organic electroluminescent device,
Preparing a substrate;
Forming an ITO lower electrode on the substrate;
Forming an electron donor layer on the ITO lower electrode;
Forming a hole blocking film with a SiOC film on the electron donor layer;
Forming a light emitting layer on the hole blocking film;
Forming a hole providing layer on the light emitting layer; And
And forming an upper electrode on the hole providing layer,
The initial conditions for forming the SiOC thin film were 10 -8 to 10 -5 Torr and the process conditions were 10 -3 to 1.2 Torr. In order to control the composition ratio of the SiOC thin film, oxygen gas was used and the SiOC target (SiOx: CHx = And the power was varied by RF magnetron sputtering method in the range of 250 to 300 W, and the flow rate of oxygen for plasma was changed to 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 sccm. Min,
Wherein the SiOC thin film has a dielectric constant of 1.3 to 2.5.
상기 SiOC 박막의 누설전류가 10-12 ~ 10-10 A이하인 것을 특징으로 하는 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자의 제조방법.
9. The method according to claim 7 or 8,
Wherein the SiOC thin film has a leakage current of 10 -12 to 10 -10 A or less.
상기 SiOC 박막을 증착하는 상기 SiOC 타겟의 조성 중 탄소함량이 0.1 ～10% 범위인 것을 특징으로 하는 SiOC 박막을 이용한 유기전계발광소자의 제조방법.9. The method according to claim 7 or 8,
Wherein the carbon content of the composition of the SiOC target for depositing the SiOC thin film ranges from 0.1 to 10%.
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2014
- 2014-12-31 KR KR1020140195634A patent/KR101607136B1/en active IP Right Grant
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