KR102309510B1 - 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 광 효율을 향상시킬 수 있는 유기전계 발광소자에 관한 것으로, 다수의 발광영역이 정의된 기판과, 상기 기판 상에 구비된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터의 일 전극이 구비된 동일한 층에 상기 발광영역 별로 구비된 금속패턴과, 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 금속패턴 상부에 위치하는 보호층과, 상기 보호층 위로 상기 발광영역 별로 구비되며 상기 금속패턴이 형성된 부분이 볼록한 요철구조를 이루는 것이 특징인 제 1 전극과, 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 상기 다수의 발광영역 각각을 둘러싸며 구비된 뱅크와, 상기 뱅크로 둘러싸인 상기 다수의 발광영역 각각의 내부에 상기 제 1 전극 위에 구비된 유기 발광층과, 상기 유기 발광층 상부에 구비된 제 2 전극을 포함하는 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법을 제공한다.

Description

유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법{Organic electro luminescent device and method of fabricating the same}

본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것이며, 특히 광 효율을 향상시킬 수 있는 유기전계 발광소자와 이의 제조방법에 관한 것이다.

평판 디스플레이(FPD ; Flat Panel Display)중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5V 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.

따라서 전술한 바와 같은 장점을 갖는 유기전계 발광소자는 최근에는 TV, 모니터, 핸드폰 등 다양한 IT기기에 이용되고 있다.

이하, 유기전계 발광소자의 기본적인 구조에 대해서 조금 더 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 개략적인 단면도이다.

유기전계 발광소자(1)는 크게 어레이 소자와 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비된 제 1 기판과 이와 대향하는 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(70)으로 구성되고 있다.

한편 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)에 구비되는 상기 어레이 소자는 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와, 상기 유기전계 발광 다이오드(E)와 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)로 이루어지며, 상기 유기전계 발광 다이오드(E)는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된 제 1 전극(47)과 유기 발광층(55) 및 제 2 전극(58)으로 이루어지고 있다.

이러한 구성을 갖는 유기전계 발광소자(1)는 상기 유기 발광층(55)으로부터 발생된 빛은 상기 제 1 전극(47) 또는 제 2 전극(58)을 향해 출사됨으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 유기전계 발광소자(1)는 유기전계 발광 다이오드 하부에 어레이 소자가 구비됨으로서 개구율 등을 고려할 때, 상기 제 2 전극(58)을 향해 출사되는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 상부 발광 방식으로 주로 제조되고 있다.

이러한 구성을 갖는 종래의 유기전계 발광소자(1)에 있어서 빛의 경로를 살펴보면, 제 1 및 제 2 전극(47, 58)에 전압이 가해짐으로써 유기 발광층(55)에 전자와 홀이 공급되고, 상기 유기 발광층(55) 내에서 재결합이 이루어짐으로써 빛이 생성된다.

이렇게 유기 발광층(55)에서 발생된 빛은 제 1 전극(47)과 제 2 전극(58)을 향하여 출사되며, 내부 반사를 통해 최종적으로 하부발광 방식의 경우 제 1 기판(10)을 통과해 외부로 빛이 나오게 되며 상부발광 방식의 경우 제 2 기판(70)을 통과해 외부로 빛이 나오게 되며 이를 사용자가 바라보게 되어 화상을 시청할 수 있는 것이다.

하지만, 유기 발광층(55)에서 생성된 빛은 상기 유기 발광층(55)의 상부 및 하부에 위치하는 구성요소를 통과하면서 그 내부에서 손실이 발생됨으로써 실질적으로 사용자의 눈으로 입사되는 빛은 유기 발광층(55)에서 발생된 빛의 약 20 내지 30% 정도가 되고 있는 실정이다.

조금 더 상세히 설명하면, 유기 발광층(55) 내부에서 생성된 빛은 상기 유기전계 발광소자(1) 내부에 구비된 구성요소들을 통과하면서 일정각도 이상에서는 스넬의 법칙에 기인한 전반사 조건을 만족하게 되어 빛이 외부로 나가지 않고 전반사되며, 이렇게 전반사되는 빛은 마치 빛이 도파관을 통과하듯이 유기전계 발광소자(1)의 측면을 향해 나아가게 됨으로서 최종적으로는 소실되어 사라지게 되는 웨이브 가이드(wave guide) 현상이 발생하고 있다.

따라서 종래의 유기전계 발광소자(1)는 전술한 바와같이 웨이브 가이드에 의해 상기 제 1 전극(47)의 측면을 통해 사라지는 빛이 많아 특히 광효율이 저하되고 있는 실정이며, 그러므로 이러한 구성을 갖는 종래의 유기전계 발광소자(1)는 발광 효율을 향상시키는 것이 필요로 되고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유기전계 발광소자에 있어 제 1 전극에 내부에서 사라지는 빛을 최소화함으로써 광 효율을 향상시킬 수 있는 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자는, 다수의 발광영역이 정의된 기판과, 상기 기판 상에 구비된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터의 일 전극이 구비된 동일한 층에 상기 발광영역 별로 구비된 금속패턴과, 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 금속패턴 상부에 위치하는 보호층과, 상기 보호층 위로 상기 발광영역 별로 구비되며 상기 금속패턴이 형성된 부분이 볼록한 요철구조를 이루는 것이 특징인 제 1 전극과, 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 상기 다수의 발광영역 각각을 둘러싸며 구비된 뱅크와, 상기 뱅크로 둘러싸인 상기 다수의 발광영역 각각의 내부에 상기 제 1 전극 위에 구비된 유기 발광층과, 상기 유기 발광층 상부에 구비된 제 2 전극을 포함한다.

이때, 상기 금속패턴은 각 발광영역 내부에 대응하여 격자형태 또는 다수의 도트 패턴이 일정간격 이격하여 배치되는 형태를 이루는 것이 특징이다.

상기 금속패턴은 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 동일한 두께를 갖는 것이 특징이다.

또한, 상기 금속패턴은 각 발광영역 내부에 대응하여 격자형태 또는 다수의 도트 패턴이 일정간격 이격하여 배치되는 형태를 이루는 제 1 부분과, 상기 각 발광영역을 둘러싸며 일 측단은 상기 뱅크와 중첩하고 타 측단은 상기 뱅크 외측으로 노출된 형태를 이루는 제 2 부분으로 이루어진 것이 특징이며, 이때, 상기 금속패턴은 상기 제 2 부분은 상기 소스 및 드레인 전극과 동일한 제 1 두께를 갖고 상기 제 1 부분은 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 것이 특징이며, 상기 제 1 두께는 1000 내지 3000Å 이며, 상기 제 2 두께는 20 내지 900Å 인 것이 바람직하다.

한편, 상기 박막트랜지스터의 일 전극은 상기 박막트랜지스터의 적층구조 구조 상 최상부에 구비되는 전극인 것이 특징이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 다수의 발광영역이 정의된 기판 상에 박막트랜지스터의 일 전극과 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 이격하여 상기 다수의 발광영역 각각에 대응하여 금속패턴을 형성하는 단계와, 상기 전극과 금속패턴 상부에 보호층을 형성하는 단계와, 상기 보호층 위로 상기 발광영역 별로 상기 금속패턴이 형성된 부분이 볼록한 요철구조를 이루는 것이 특징인 제 1 전극을 형성하는 단계와, 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 상기 다수의 발광영역 각각을 둘러싸는 뱅크를 형성하는 단계와, 상기 뱅크로 둘러싸인 상기 다수의 발광영역 각각의 내부에 상기 제 1 전극 위에 유기 발광층을 형성하는 단계와, 상기 유기 발광층 상부에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 상기 금속패턴은 동일한 두께를 갖도록 형성하는 것이 특징이다.

그리고 상기 금속패턴은 각 발광영역 내부에 대응하여 격자형태 또는 다수의 도트 패턴이 일정간격 이격하여 배치되는 형태를 이루는 제 1 부분과, 상기 각 발광영역을 둘러싸며 일 측단은 상기 뱅크와 중첩하고 타 측단은 상기 뱅크 외측으로 노출된 형태를 이루는 제 2 부분으로 이루어지도록 형성하는 것이 특징이며, 이때, 다수의 발광영역이 정의된 기판 상에 박막트랜지스터의 일 전극과 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 이격하여 상기 다수의 발광영역 각각에 대응하여 금속패턴을 형성하는 단계는, 상기 절연층 상에 제 1 두께를 갖는 금속물질층을 형성한 후 이에 대해 회절노광 또는 하프톤 노광을 포함하는 패터닝 공정을 진행함으로서 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 상기 제 2 부분은 상기 제 1 두께를 갖도록 하고 상기 제 2 부분은 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖도록 하는 것이 특징이다.

본 발명의 실시예에 따른 상부발광 방식 유기전계 발광소자은, 애노드 전극의 역할을 하는 제 1 전극이 하부에 구성되는 패턴에 의해 각 발광영역 내에서 요철구조를 이룸으로서 상기 제 1 전극으로 입사되는 빛을 산란 혹을 굴절시키는 동시에 제 1 전극 자체의 내부에 측면으로 도파되는 빛을 억제하여 제 1 전극 내부에서 측면으로 사라지는 빛을 저감시킴으로서 제 1 기판 혹은 제 2 기판 면을 통과하여 외부로 나가는 빛량을 증가시켜 광 효율을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 개략적인 단면도
도 2는 일반적인 유기전계 발광소자의 한 화소에 대한 회로도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도.
도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d는 각각 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 하나의 발광영역에 구비되는 금속패턴의 다양한 평면 형태를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도로서 도 4a 또는 도 4c에 개시된 금속패턴이 구비된 것을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예와 비교예로서 종래의 유기전계 발광소자에 있어 제 1 전극에 대한 단면도로서 제 1 전극 내부에서의 전반사된 빛의 진행을 함께 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도로서 제 1 및 제 2 부분을 포함하는 금속패턴이 구비된 경우의 도면.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도로서 격자형태 또는 다수의 도트 패턴 형태만으로 이루어진 금속패턴이 구비된 경우의 도면.
도 9a 내지 도 9k는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 구동 및 박막트랜지스터의 소스 및 드레인 전극과 더불어 금속패턴을 형성하는 단계 및 유기전계 발광 다이오드를 형성하는 단계를 나타낸 공정 단면도.
도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 구동 및 박막트랜지스터의 소스 및 드레인 전극과 더불어 금속패턴을 형성하는 단계만을 나타낸 공정 단면도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 유기전계 발광소자의 기본적인 구조 및 동작특성에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 일반적인 유기전계 발광소자의 하나의 화소에 대한 회로도이다.

도시한 바와 같이, 유기전계 발광소자에 있어 게이트 배선과 데이터 배선으로 둘러싸인 영역으로 정의되는 각 화소는 상기 게이트 배선과 데이터 배선 및 전원배선과, 스위칭(switching) 박막트랜지스터(STr) 및 구동(driving) 박막트랜지스터(DTr), 스토리지 커패시터(StgC) 그리고 유기전계 발광 다이오드(E)를 포함하여 구성되고 있다.

조금 더 상세히 유기전계 발광소자의 구성에 대해 설명하면, 제 1 방향으로 게이트 배선(GL)이 형성되어 있고, 이러한 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성되어 상기 각 화소영역(P)을 정의하며 데이터 배선(DL)이 형성되어 있으며, 상기 데이터 배선(DL)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 전원배선(PL)이 형성되어 있다.

또한, 각 화소 내부에 있어 상기 데이터 배선(DL)과 게이트 배선(GL)이 교차하는 부분에는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 형성되어 있으며, 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 전기적으로 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있다.

이때, 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 일측 단자인 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극과 연결되고, 타측 단자인 제 2 전극은 전원배선(PL)과 연결되고 있으며, 이에 의해 상기 전원배선(PL)은 전원전압을 상기 유기전계발광 다이오드(E)로 전달하게 된다.

또한, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되고 있다.

따라서 상기 게이트 배선(GL)을 통해 신호가 인가되면 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 온(on) 되고, 상기 데이터 배선(DL)의 신호가 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극에 전달되어 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 되므로 유기전계발광 다이오드(E)를 통해 빛이 출력된다.

이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 상태가 되면, 상기 전원배선(PL)으로부터 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며 이로 인해 상기 유기전계발광 다이오드(E)는 그레이 스케일(gray scale)을 구현할 수 있게 된다.

또한, 상기 스토리지 커패시터(StgC)는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 되었을 때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 함으로써 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 상태가 되더라도 다음 프레임(frame)까지 상기 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

이후에는 이러한 구동에 의해 화상을 표시하는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구성에 대해 설명한다.

<제 1 실시예>

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P) 내에 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성될 영역을 스위칭 영역(미도시), 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성될 영역을 구동영역(DA)이라 정의하였으며, 유기 발광층(155)이 구비되는 영역을 발광영역(EA)이라 정의하였다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 제 1 전극(147)과 유기 발광층(155) 및 제 2 전극(165)으로 이루어진 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비된 제 1 기판(110)과, 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 보호 및 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)으로 구성되고 있다. 이때, 상기 제 2 기판(170)은 무기절연막 또는(및) 유기절연막 등으로 대체되거나, 또는 필름이 부착됨으로써 생략될 수 있다.

우선, 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비된 제 1 기판(110)의 구성에 대해 설명한다.

상기 제 1 기판(110) 상에는 각 화소영역(P) 내의 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에는 순수 폴리실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널이 형성되는 제 1 영역(113a), 그리고 상기 제 1 영역(113a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 제 2 영역(113b)으로 구성된 반도체층(113)이 형성되어 있다.

이때, 상기 반도체층(113)과 상기 제 1 기판(110) 사이에는 상기 제 1 기판(110) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 버퍼층(미도시)이 더욱 형성될 수도 있다.

상기 버퍼층(미도시)은 상기 반도체층(113)의 결정화시 상기 제 1 기판(110) 내부로부터 나오는 알카리 이온의 방출에 의한 상기 반도체층(113)의 특성 저하를 방지하기 위함이다.

또한, 상기 반도체층(113)을 덮으며 상기 제 1 기판(110) 전면에 게이트 절연막(116)이 형성되어 있으며, 상기 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에 있어 상기 게이트 절연막(116) 위로는 상기 반도체층(113)의 제 1 영역(113a)에 대응하여 게이트 전극(120)이 형성되어 있다.

그리고 상기 게이트 절연막(116) 위로는 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 게이트 전극(미도시)과 연결되며 일 방향으로 연장하며 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다. 이때, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)를 이루는 게이트 전극(120, 미도시)과 게이트 배선(미도시)은 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어져 단일층 또는 다중층 구조를 이룬다.

또한, 상기 게이트 전극(120, 미도시)과 게이트 배선(미도시) 위로 상기 제 1 기판(110) 전면에 층간절연막(123)이 형성되어 있다. 이때, 상기 층간절연막(123)과 그 하부의 게이트 절연막(116)은 상기 제 1 영역(113a) 양측면에 위치한 상기 제 2 영역(113b) 각각을 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)이 형성되어 있다.

다음, 상기 반도체층 콘택홀(125)을 포함하는 층간절연막(123) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 각 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(130)이 형성되고 있다.

또한, 상기 층간절연막(123) 위로 각 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에는 각각 서로 이격하며 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 노출된 제 2 영역(113b)과 각각 접촉하며 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다.

이때, 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과, 이들 전극(133, 136)과 접촉하는 제 2 영역(113b)을 포함하는 반도체층(113)과, 상기 반도체층(113) 상부에 형성된 게이트 절연막(116) 및 게이트 전극(120)은 각각 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 이룬다.

상기 데이터 배선(130)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136) 또한 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어져 단일층 또는 다중층 구조를 이룬다.

한편, 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(130)과 전기적으로 연결되고 있으며, 상기 데이터 배선(미도시)은 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 소스 전극(미도시)과 연결되며, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)는 상기 전원배선(미도시)과 유기전계 발광 다이오드(E)와 연결되고 있다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어서는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 폴리실리콘의 반도체층(113)을 가지며 탑 게이트 타입(Top gate type)으로 구성된 것을 일례로 보이고 있다.

하지만, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 비정질 실리콘의 반도체층 또는 산화물 반도체 물질로 이루어진 반도체층을 갖는 보텀 게이트 타입(Bottom gate type)으로 구성될 수도 있다.

상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터가 보텀 게이트 타입으로 구성되는 경우, 게이트 전극과, 게이트 절연막과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층과 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층으로 이루어진 반도체층과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극의 적층구조를 갖거나, 또는 게이트 전극과, 게이트 절연막과, 산화물 반도체층과, 에치스토퍼와, 상기 에치스토퍼 상에서 서로 이격하며 각각 상기 산화물 반도체층과 접촉하는 소스 및 드레인 전극의 적층구조를 갖는다.

이러한 보텀 게이트 타입의 구동 및 스위칭 박막트랜지스터가 형성된 제 1 기판의 경우, 상기 게이트 배선 상기 게이트 전극이 형성된 동일한 층에 상기 스위칭 박막트랜지스터의 게이트 전극과 연결되도록 형성되며, 상기 데이터 배선은 상기 스위칭 박막트랜지스터의 소스 전극이 형성된 동일한 층에 상기 소스 전극과 연결되도록 형성된 구성을 이루게 된다.

나아가 상기 반도체층이 산화물 반도체층으로 이루어지는 경우 소스 및 드레인 전극이 적층 구조적으로 최 하부에 위치하고 산화물 반도체층이 상기 소스 및 드레인 전극과 이의 이격영역 사이에 위치하고, 상기 산화물 반도체층 위로 게이트 절연막을 개재하여 게이트 전극이 형성된 탑 게이트 구조를 이룰 수도 있다.

한편, 상기 게이트 배선(미도시)이 형성된 동일한 층 또는 상기 데이터 배선(미도시)이 형성된 동일한 층에는 전원배선(미도시)이 형성되고 있으며, 이러한 전원배선(미도시)은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 일 전극과 연결되고 있다.

다음, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어서 가장 특징적인 구성 중 하나로서 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)의 최상부에 구비되는 전극 일례로 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성된 동일한 층의 각 발광영역(EA)에는 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)의 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 이루는 동일한 금속물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속패턴(138)이 구비되고 있는 것이 특징이다. 이러한 금속패턴(138)은 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 연결되지 않고 이격하여 형성되고 있다.

한편, 상기 금속패턴(138)은 일례로 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성된 동일한 층에 형성됨을 일례로 보이고 있지만, 반드시 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성된 층에 한정되지 않으며, 상기 구동 또는 스위칭 박막트랜지스터(Dtr, 미도시)의 적층 구조상 최상부에 위치하는 전극이 게이트 전극(일례로 산화물 반도체층이 구비된 탑 게이트 구조의 박막트랜지스터)이라면 상기 게이트 전극이 형성된 동일한 층에 형성될 수도 있다.

도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d는 각각 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 하나의 발광영역에 구비되는 금속패턴의 다양한 평면 형태를 나타낸 도면이다.

상기 소스 및 드레인 전극(도 3의 133, 136)이 형성된 동일한 층에는 각 발광영역(EA) 별로 상기 소스 및 드레인 전극(도 3의 133, 136)을 이루는 동일한 금속물질로 이루어진 금속패턴(138)이 구성되고 있다. 이러한 금속패턴(138)은 도 4a에 도시한 바와같이 각 발광영역(EA) 내부에 격자형태를 이루도록 형성되거나, 혹은 도 4b에 도시한 바와같이 각 발광영역(EA) 내부에 격자형태를 이루는 제 1 부분(138a)과 상기 격자형태의 끝단을 모두 연결시키며 상기 각 발광영역(EA)을 테두리하는 형태의 제 2 부분(138b)으로 구성된 형태를 이룰 수도 있다. 이때, 상기 제 2 부분(138b)은 발광영역(EA)의 경계에 위치함으로서 발광영역(EA)을 정의하는 뱅크(150)와 중첩되며 나아가 그 측단은 상기 뱅크(150)의 측단 외측으로 소정폭 노출된 형태를 이루는 것이 특징이다. 즉 상기 제 2 부분(138b)은 상기 뱅크(150)와 일측단은 중첩하며 타측단은 노출된 형태를 이루는 것이 특징이다.

또는 도 4c에 도시한 바와같이 상기 금속패턴(138)은 각 발광영역(EA) 내에서 일정간격 이격하는 도트 형태로 형성될 수도 있다.

나아가 도 4d에 도시한 바와같이 상기 금속패턴(138)은 2개의 부분으로 나뉘어 상기 발광영역(EA)의 내부에는 일정간격 이격하는 도트 형태의 제 1 부분(138a)과 상기 제 1 부분(138a) 외측으로 각 발광영역(EA)의 경계를 포함하여 상기 경계에서 상기 발광영역(EA)의 내측으로 그 측단이 소정폭 연장되어 상기 각 발광영역(EA)을 끊김없이 테두리하는 형태를 갖는 제 2 부분(138b)으로 구성될 수도 있다. 이때, 상기 제 2 부분(138b)은 상기 각 발광영역(EA)을 정의하는 뱅크(150)와 일부 중첩하며 상기 뱅크(150) 측단의 외측으로 그 측단이 소정폭 노출된 형태를 이루는 것이 특징이다. 즉, 상기 제 2 부분(138b)은 상기 뱅크(150)와 일 측단은 중첩하며 타 측단은 노출된 형태를 이루는 것이 특징이다.

한편, 상기 금속패턴(138)이 각 발광영역(EA)에서 격자형태를 이루는 경우, 도 4a 및 도 4b에 있어서는 금속패턴(138)이 이루는 격자가 사각형 형태인 것을 일례로 나타내었지만, 상기 격자는 마름모 혹은 평행사변형 형태를 이루도록 상기 금속패턴(138)이 구성될 수도 있다.

한편, 도 3에 있어서는 일례로 제 1 부분(138a)과 제 2 부분(138b)으로 구성된 도 4b, 또는 4d에 개시된 평면 형태를 갖는 금속패턴(138)이 구비된 것을 도시한 것이며, 따라서 발광영역(EA)의 경계에 대해 상기 발광영역(EA)을 테두리하는 형태의 제 2 부분(138b)이 구비되어 있으며, 발광영역(EA) 내부에 격자형태 혹은 일정간격 이격하는 다수의 도트 형태의 제 1 부분(138a)이 구비되고 있음을 보이고 있다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 표시영역 일부에 대한 단면도로서 도 4a 또는 도 4c에 개시된 금속패턴(138)이 구비된 것을 나타낸 도면이다. 이때, 도 5에 있어서는 제 1 전극(147)이 단일층 구조를 이루는 것을 일례로 나타내었다.

도 5를 참조하면, 금속패턴(138)을 제외한 모든 구성요소는 도 3에 제시된 바와 동일하며, 다만 금속패턴(138)이 도 4a 또는 도 4c에 개시된 바와같이 각 발광영역(EA) 내에서 격자형태 혹은 일정간격 이격하는 다수의 도트 패턴 형태로 형성되고 있는 것만이 차이가 있다. 이러한 금속패턴(138)은 각 발광영역(EA)을 테두리하는 제 2 부분(138b)이 없이 격자형태 또는 다수의 도트 패턴 형태를 이룸으로서 뱅크(150)와 중첩되는 부분에는 어떠한 금속패턴(138)도 형성되지 않는 것이 특징이다. 그 이외의 구성요소는 도 3을 통해 설명한 바와 동일한 구성을 가지므로 이하 타 구성요소의 설명은 생략한다.

한편, 도 3 및 도 5를 참조하면, 이러한 금속패턴(138)은 각 발광영역(EA)에 있어서 동일한 격자크기를 갖거나 동일한 이격간격을 가지며 형성됨으로서 각 발광영역(EA) 별로 동일한 위치에 규칙성을 가지며 형성되는 것이 특징이 되고 있다.

이때, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 경우 상기 각 발광영역(EA)에 구비되는 금속패턴(138)은 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성된 동일한 층에 동일 물질로 형성됨으로서 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 동일한 제 1 두께를 갖는 것이 특징이다.

이렇게 각 발광영역(EA)에 금속패턴(138)을 형성하는 것은 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 형성 시 동시에 형성될 수 있으므로 별도의 추가 공정을 필요로 하지 않기 때문이며, 나아가 최종적으로 이의 상부에 보호층을 개재하여 구비되는 제 1 전극(147)이 상기 금속패턴(138)에 의해 영향을 받아 평탄한 표면을 갖지 않고 규칙성 있는 요철 구조를 이루도록 하기 위함이다. 상기 제 1 전극(147)의 표면이 요철구조를 이루는 이유에 대해서는 추후 설명한다.

다음, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 상기 금속패턴(138) 위로는 상기 제 1 기판(110)의 전면에 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 갖는 제 1 보호층(140)이 형성되어 있다.

이때, 상기 제 1 보호층(140)은 화학기상증착 장치를 통해 증착될 수 있는 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어짐으로서 이의 하부에 구성요소에 기인하는 단차가 반영되어 형성되는 것이 특징이다.

즉, 상기 제 1 보호층(140)은 각 발광영역(EA)에 대응해서는 상기 금속패턴(138) 상부에 구비됨으로서 상기 금속패턴(138)이 형성된 부분에 대해서는 볼록한 철부 형태로 형성됨으로서 각 발광영역(EA)에 있어서 그 표면이 요철구조를 이루는 것이 특징이다.

한편, 도면에 있어서는 제 1 보호층(140)만이 형성된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 제 1 보호층(140) 위로 코팅법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기절연물질 예를들면 포토아크릴로 이루어지며 그 두께는 상기 제 1 보호층(140)과 유사한 두께를 갖는 제 2 보호층(미도시)이 더욱 구비될 수도 있다.

무기절연물질로 이루어진 제 1 보호층(140)은 증착하여 형성되는 특성상 하부의 단차를 그대로 반영하여 형성되는 반면 유기절연물질로 이루어진 제 2 보호층(미도시) 유기절연물질로서 코팅법에 의해 형성되는 특성 상 그 하부 구성요소에 의해 발생되는 단차를 완화시키는 효과를 구현함과 동시에 샤프한 단차부를 마치 라운딩 처리한 듯이 부드럽게 형성되도록 하기 위함이다. 이러한 제 2 보호층(미도시)이 형성된 경우 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 제 1 보호층(140) 및 제 2 보호층(미도시)에 대응하여 형성된다.

다음, 상기 제 1 보호층(140)(제 2 보호층(미도시)이 형성된 경우 상기 제 2 보호층(미도시)) 위로 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 접촉하며 각 발광영역(EA) 영역별로 제 1 전극(147)이 형성되어 있다.

이때, 상기 제 1 전극(147)은 이중층 구조 혹은 단일층 구조를 이룬다.

상기 제 1 전극(147)이 이중층 구조를 이루는 경우는 상부발광 방식의 유기전계 발광소자(101)를 이루게 되며, 이때 하부층은 반사율이 우수한 금속물질 예를들면, 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), APC(Ag, Pd, Cu 합금) 중 어느 하나로 이루어지고 있으며, 상부층은 일함수 값이 높은 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 주석-옥사이드(SnO₂), 징크-옥사이드(ZnO₂) 중 어느 하나로 이루어짐으로써 애노드 전극의 역할을 하도록 구성된다.

또한, 상기 제 1 전극(147)이 단일층 구조를 이루는 경우는 하부발광 방식의 유기전계 발광소자(101)를 이루게 되며, 일함수 값이 높은 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO)로서 이루어짐으로써 애노드 전극의 역할을 하도록 구성된다.

도 3에 있어서는 상기 제 1 전극(147)이 이중층 구조를 이루는 것을 일례로 나타내었으며, 도 5에 있어서는 상기 제 1 전극(147)이 일 함수값이 높은 투명도전성 물질로 이루어진 단일층 구조를 이루는 것을 일례로 나타내었다.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어 가장 특징적인 구성 중 하나로서 상기 제 1 전극(147)은 각 발광영역(EA)에 있어 이의 하부에 구비된 금속패턴(138)의 영향으로 그 표면이 요철구조를 갖는 제 1 보호층(140)(혹은 제 2 보호층(미도시))의 상부에 형성되고 있는 바, 그 자체가 올록볼록한 요철구조를 이루는 것이 특징이다.

이렇게 제 1 전극(147)이 요철구조를 갖도록 형성되는 경우 웨이브 가이드 현상이 억제됨으로서 제 1 전극(147)의 내부에서 전반사를 통한 도파에 의해 유기전계 발광소자(101)의 측면으로 출광되어 사라지는 빛을 억제하는 동시에 유기 발광층(155)으로부터 발광된 빛을 적절히 산란 또는 굴절시켜 사용자가 바라보는 정면을 향해 출사되도록 함으로서 사용자가 바라보는 방향 즉, 제 1 기판(110) 혹은 제 2 기판의 정면으로 출사되는 빛량을 증가시켜 광 효율을 향상시키는 효과를 갖는다.

도 6은 본 발명의 실시예와 비교예로서 종래의 유기전계 발광소자(101)에 있어 제 1 전극(147)에 대한 단면도로서 제 1 전극(147) 내부에서의 전반사된 빛의 진행을 함께 도시한 도면이다. 이때, 본 발명의 실시예에 있어서는 내부에서 도파가 가능한 투명도전성 물질로 이루어진 단일층 구조의 제 1 전극(147) 혹은 이중층 구조에 있어 상부층만을 도시하였다.

도면을 참조하면, 비교예의 종래의 유기전계 발광소자에 구비되는 제 1 전극(47)은 평탄한 표면을 갖는 판 형태를 갖는다. 따라서 상기 제 1 전극(47)의 내부로 입사된 빛 중 전반사 되는 빛은 지속적으로 전반사가 발생됨으로서 이러한 전반사되는 빛의 경로를 바뀌어줄 어떠한 구성요소가 없으므로 최종적으로는 제 1 전극(47)의 측면을 통해 유기전계 발광소자의 측면으로 출사되어 사라지게 됨을 알 수 있다.

반면, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 경우, 하부에 금속패턴(138)이 구비되어 제 1 전극(147)은 그 자체가 올록볼록한 요철구조를 가지며 형성됨으로서 상기 제 1 전극(147)의 내부로 입사된 빛 중 전반사된 빛은 철부에 이르러서는 반사 각도가 변경됨에 의해 빛의 경로가 바뀌게 됨으로서 전반사 조건이 극복되어 제 1 전극(147)의 상면 혹은 하면으로 즉, 사용자가 바라보는 방향으로 전면 출사됨으로서 광 효율이 증가됨을 알 수 있다.

상기 금속패턴(138)이 형성된 부분에 대응하는 부분의 제 1 전극(147)은 그 단차부의 측면은 상기 제 1 기판 면에 대해 완전하게 수직하지 않고 소정의 각도를 가지며 기울어져 형성됨으로서 빛의 진행에 대해 반사각도가 바뀌게 됨으로서 전반사 조건을 탈피하게 되는 것이다. 더욱이 금속패턴(138) 상부에 제 1 보호층(140) 이외에 유기절연물질로 이루어진 제 2 보호층(미도시)이 더 구비된 경우 상기 제 1 전극(147) 자체의 요철부분은 그 측면이 완만한 곡선 형태를 이룸으로서 더욱더 빛의 반사 각도가 변화될 수 있으며 이에 의해 더욱더 제 1 전극 내부에 전반사 조건을 탈피하게 되어 제 1 전극(147)의 표면으로 빛이 출사됨으로서 빛 이용 효율을 증대시킬 수 있다.

한편, 도 3을 참조하면, 전술한 형태를 갖는 상기 제 1 전극(147) 위로 상기 제 1 전극(147)의 가장자리와 중첩하며 상기 제 1 보호층(140) 위로 각 발광영역(EA)의 경계에 상기 발광영역(EA)을 테두리하는 댐 형태의 뱅크(150)가 형성되어 있다.

이때, 상기 뱅크(150)는 상기 금속패턴(138)이 제 2 부분(138b)을 포함하여 구성되는 경우(도 4b 및 도 4d의 금속패턴(138)이 구비된 경우) 상기 제 2 부분(138b)의 일 측단에 대해서는 중첩하며 상기 제 2 부분(138b)의 타 측단에 대해서는 소정폭 노출시키도록 형성된 것이 특징이다.

한편, 상기 금속패턴(138)에 있어 상기 뱅크(150)와 일 측단이 중첩하며 타측단이 상기 뱅크(150) 외측으로 소정폭 노출된 구성을 이루도록 형성한 것은 상기 제 1 전극(147)의 상부에 구비되는 유기 발광층(155)의 파일 업(pile up) 현상을 저감시키기 위함이다.

상기 파일 업(pile up) 현상이란 액상의 유기 발광물질을 잉크 젯 장치를 이용하여 유기 발광층(155)을 형성하는 경우, 상기 유기발광물질을 각 발광영역(EA)에 분사 혹은 드롭핑 후 건조시키는 공정을 진행해야 하는데, 상기 유기 발광 물질이 건조되어 경화되는 과정에서 상기 뱅크(150)와 접촉하는 부분을 포함하여 이의 주변은 상기 제 1 기판(110) 표면을 기준으로 평행하지 않고 소정의 각도를 가지며 형성됨으로서 상대적으로 느리게 건조되며, 각 발광영역(EA))의 중앙부로부터 건조가 이루어지면서 내부적으로 유기 발광 물질이 각 발광영역(EA)의 가장자리 부분으로 이동하고 이 상태에서 최종적으로 건조됨으로서 타 영역 대비 두껍게 형성되는 것을 의미한다.

이러한 파일 업(pile up) 현상에 의해 각 발광영역(EA) 내에서 상기 유기 발광층(155)은 중앙부에 대해서는 평탄하게 형성되지만, 상기 뱅크(150)와 인접하는 부분으로 갈수록 점진적으로 그 두께가 증가하는 단면 형태를 이루게 된다.

따라서 이러한 파일 업 현상을 억제시키기 위한 일 방법으로 친수성 특성을 갖는 물질로 제 1 폭을 갖는 제 1 뱅크와 이의 상부로 소수성 특성을 갖는 물질로 상기 제 1 폭보다 작은 폭을 갖는 제 2 뱅크의 이중층 구조를 갖는 뱅크를 형성하고, 상기 제 1 뱅크 상부에 대해서 상기 유기 발광층(155)이 중첩되도록 형성하고 있다. 이 경우 상기 제 1 뱅크가 발광영역(EA)의 테두리를 따라 형성됨에 의해 유기 발광층(155) 형성을 위해 유기 발광 물질의 드로핑 시 상기 유기 발광 물질이 각 발광영역(EA)의 중앙부로 모이도록 하여 상기 뱅크와 인접하는 부분 즉, 각 발광영역(EA)의 테두리부에 위치하는 유기 발광층(155)의 두께가 각 화소영역의 중앙부 대비 두꺼워지는 현상을 저감시키는 역할을 하게 된다.

이러한 이중층 구조의 뱅크를 형성하기 위해서는 서로 다른 물질로 이루어지는 특성 상제 1 뱅크를 형성한 후 제 2 뱅크를 형성해야 하므로 1회의 마스크 공정이 추가로 필요하게 됨으로서 제조 공정 추가에 의한 단위시간당 생산성이 떨어지며 재료비 증가로 인해 제조비용이 증가하게 된다.

하지만, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101) 중 발광영역(EA)의 테두리하는 제 2 부분(138b)을 포함하는 금속패턴(138)이 구비된 유기전계 발광소자(101)는 상기 금속패턴(138)의 제 2 부분(138b)이 이중층 구조의 제 1 뱅크의 역할을 하게 됨으로서 별도의 제 1 뱅크를 형성을 하지 않아도 이증층 구조의 뱅크를 구비한 유기전계 발광소자(101)에 의해 구현되는 파일 업 저감에 의한 발광영역(EA)의 개구율 증가 및 이를 통한 휘도 향상의 효과를 구현할 수 있는 것이 특징이다.

한편, 상기 유기 발광층(155)은 잉크젯 장치를 이용하지 않고 쉐도우 마스크를 이용한 열증착을 통해 형성될 수도 있으며, 이러한 쉐도우 마스크를 이용한 열증착에 의해 유기 발광층(155)이 형성될 경우 도 5에 개시된 바와같이, 제 2 부분을 구비한 금속패턴(138) 대신에 발광영역(EA) 내부에 대응해서만 도 4a 또는 도 4c에 제시된 각 발광영역(EA)을 테두리하는 제 2 부분(138b)이 없는 격자형태 또는 다수의 도트 패턴 형태만을 갖는 금속패턴(138)이 형성되는 것이 바람직하다 할 것이다.

다음, 도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 뱅크(150)로 둘러싸인 각 발광영역(EA) 내부에 상기 제 1 전극(147) 위로 유기 발광층(155)이 구비되고 있다. 이때, 상기 유기 발광층(155)은 각 화소영역(P)에 대해 순차 반복하는 형태로 각각 적, 녹, 청색을 발광하는 물질로 이루어질 수도 있으며, 또는 전체의 발광영역(EA) 각각에 대해 화이트를 발광하는 유기 발광 물질로 이루어질 수도 있다.

이러한 유기 발광층(155)은 액상의 유기 발광 물질을 잉크젯 장치 또는 노즐 코팅 장치를 통해 분사 또는 드롭핑 하여 형성한 후 건조하여 경화시킴으로서 형성될 수도 있으며, 또는 쉐도우 마스크를 이용하여 열 증착에 의해 형성될 수도 있다.

한편, 상기 유기 발광층(155)은 도면에 있어서는 유기 발광 물질만으로 이루어진 단일층으로 구성됨을 보이고 있지만, 발광 효율을 높이기 위해 다중층 구조로 이루어질 수도 있다.

상기 유기 발광층(155)이 다중층 구조를 이루는 경우, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 애노드 전극의 역할을 하는 상기 제 1 전극(147) 상부로부터 순차적으로 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 유기 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 5중층 구조로 형성될 수도 있으며, 또는 정공수송층(hole transporting layer), 유기 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 4중층 구조를 이룰 수도 있으며, 나아가 정공수송층(hole transporting layer), 유기 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer)의 3중층 구조로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 유기 발광층(155) 상부에는 상기 표시영역 전면에 제 2 전극(165)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 2 전극(165)은 상기 제 1 전극(147) 대비 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 하나로 이루어짐으로서 캐소드 전극의 역할을 한다.

이 경우, 상기 발광영역(EA)에 순차 적층된 상기 제 1 전극(147)과 유기 발광층(155)과 상기 제 2 전극(165)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.

한편, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 제 1 기판(110)에 대응하여 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 구비되고 있다.

상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)은 그 가장자리를 따라 실란트 또는 프릿으로 이루어진 접착제(미도시)가 구비되고 있으며, 이러한 접착제(미도시)에 의해 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)이 합착되어 패널상태를 유지하고 있다. 이때, 서로 이격하는 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170) 사이에는 진공의 상태를 갖거나 또는 불활성 기체로 채워짐으로써 불활성 가스 분위기를 가질 수 있다.

이 경우, 상기 인캡슐레이션을 위한 상기 제 2 기판(170)은 유연한 특성을 갖는 플라스틱으로 이루어질 수도 있으며, 또는 유리기판으로 이루어질 수도 있다.

한편, 전술한 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 제 1 기판(110)과 마주하여 이격하는 형태로 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 구비된 것을 나타내고 있지만, 상기 제 2 기판(170)은 점착층을 포함하는 필름 형태로 상기 제 1 기판(110)의 최상층에 구비된 상기 제 2 전극(165)과 접촉하도록 구성될 수도 있으며, 혹은 상기 제 2 전극(165) 상부로 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(미도시)이 더욱 구비되어 캡핑막(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(162)은 그 자체로 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용될 수도 있으며, 이 경우 상기 제 2 기판(170)은 생략할 수도 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 상기 제 1 전극(147)이 일 함수 값이 상대적으로 높은 투명도전성 물질로 이루어진 단일층 구조를 이루는 경우 하부발광 방식으로 구동되며, 상기 제 1 전극(147)이 반사효율이 높은 금속물질로 이루어진 하부층과 일 함수 값이 상대적으로 높은 투명도전성 물질로 이루어진 상부층의 이중층 구조를 이루는 경우 상부발광 방식으로 구동된다.

따라서 본 발명의 특징적인 구성인 금속패턴(138)은 상부 발광방식 또는 하부 발광방식의 유기전계 발광소자(101)에 모두 적용될 수 있다.

<제 2 실시예>

도 7과 도 8을 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자(201)의 표시영역 일부에 대한 단면도로서 각각 제 1 및 제 2 부분(138b)을 포함하는 금속패턴(138)이 구비된 경우(도 7 참조)와 격자형태 또는 다수의 도트 패턴 형태를 갖는 금속패턴(138)이 구비된 경우(도 8 참조)를 도시한 도면이다. 이때, 제 1 전극(147)은 모두 이중층 구조를 이루는 것을 일례로 도시하였다. 그리고 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P) 내에 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성될 영역을 스위칭 영역(미도시), 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성될 영역을 구동영역(DA)이라 정의하였으며, 유기 발광층(155)이 구비되는 영역을 발광영역(EA)이라 정의하였다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자(201)는 금속패턴(138)의 단면 형태만이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 3 및 도 5의 101)와 차이가 있을 뿐 그 이외의 구성요소는 모두 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 3 및 도 5의 101)와 동일하므로 금속패턴(138)의 단면 형태에 대해서만 간단히 설명한다.

우선, 도 7을 참조하면, 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성된 동일한 층에 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 이루는 동일한 금속물질로 이루어지며 제 1 및 제 2 부분(238a, 238b)을 포함하는 금속패턴(238)이 구비됨으로서 격자형태 또는 다수의 도트 패턴 형태를 갖는 제 1 부분(238a)이 각 발광영역(EA) 내부에 구비되고 있으며, 각 발광영역(EA)을 테두리하며 그 일측단은 뱅크(150)와 중첩하고 그 타측단은 뱅크(150) 외측으로 노출되는 제 2 부분(238b)이 구비되고 있다.

이때, 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 3 및 도 5의 101)와의 차별점은 상기 금속패턴(238) 중 제 1 부분(238a)이 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)의 두께인 제 1 두께(t1) 대비 얇은 제 2 두께(t2)를 가지며, 상기 제 2 부분(238b)은 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 같은 제 1 두께(t1)를 이루고 있는 것이다.

상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)의 제 1 두께(t1)는 통상 전극으로서의 역할을 원활하게 수행하기 위해 통상 1000 내지 3000Å정도가 되며, 상기 제 2 두께(t2)는 제 1 전극(147)의 요철구조를 이룰 정도인 수 십 내지 수 백Å(20 내지 900Å)이 되도록 구성될 수 있다.

상기 각 발광영역(EA)에 구비되는 금속패턴(238)이 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 동일한 제 1 두께(t1)를 가질 경우 상기 제 1 전극(147) 자체의 요철의 두께 혹은 높이가 너무 커 이의 상부에 구성되는 유기 발광층(155) 자체의 위치별 두께 변화를 심하게 초래할 수도 있으며, 이 경우 유기 발광층(155)의 발광 효율이 저감될 수도 있기 때문에 이러한 문제가 발생되는 것을 방지하고자 상기 금속패턴(238)의 제 1 부분(238a)의 두께는 전술한 바와같이 제 1 두께(t1) 보다 얇은 제 2 두께(t2)를 갖도록 구성한 것이다.

이때, 상기 금속패턴(238) 중 제 2 부분(238b)에 대해서는 소스 및 드레인 전극(133, 136)의 제 1 두께(t1)와 동일하게 구성한 것은 유기 발광층(155)이 잉크젯 혹은 노즐 코팅 장치를 통해 형성되는 경우 파일 업 현상을 저감시키기 위해서는 비교예에 따른 이중층 구조의 뱅크에 있어 제 1 뱅크 정도의 두께를 가져야 하는데 이러한 제 1 뱅크는 통상 수백 내지 수천Å이 되므로 이를 반영하기 위해 상기 금속패턴(238)의 제 2 부분(238b)은 소스 및 드레인 전극(133, 136)의 두께와 동일하게 제 1 두께(t1)를 갖도록 구성한 것이다.

한편, 도 8을 참조하면, 제 2 부분이 생략되고 격자형태 또는 다수의 도트 패턴 형태만으로 이루어진 금속패턴(238)이 구비된 본 발명의 또 다른 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자(201)의 경우, 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 제 1 두께(t1)를 가지며 구성되고 상기 금속패턴(238)은 제 1 두께(t1)보다 얇은 제 2 두께(t2)를 가지며 구성됨을 알 수 있다.

이후에는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법에 대해 설명한다. 이때, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 금속패턴이 구비됨에 특징이 있으며, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터에 있어 소스 및 드레인 전극을 단계를 제외한 구성요소의 제조 방법은 일반적인 유기전계 발광소자의 제조 방법과 동일하게 제조되므로 이에 대해서는 그 설명을 생략하거나 간략히 하며, 상기 금속패턴의 형성방법을 위주로 하여 설명한다.

<제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 제조 방법>

도 9a 내지 도 9k는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)의 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 더불어 금속패턴(138)을 형성하는 단계 및 유기전계 발광 다이오드(E)를 형성하는 단계를 나타낸 공정 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P) 내에 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성될 영역을 스위칭 영역(미도시), 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성될 영역을 구동영역(DA)이라 정의하였으며, 유기 발광층(155)이 구비되는 영역을 발광영역(EA)이라 정의하였다.

우선, 도 9a에 도시한 바와같이 투명한 재질의 제 1 기판(110) 상에 일반적인 방법을 진행하여 서로 교차하는 게이트 배선(미도시) 및 데이트 배선(미도시)과, 상기 게이트 배선(미도시) 또는 데이터 배선(미도시)과 나란한 전원배선(미도시)을 형성하고, 나아가 스위칭 영역(미도시) 및 구동 영역(DA)에 있어 순차 적층된 폴리실리콘의 반도체층(113)과 게이트 절연막(116)과 게이트 전극(120)과 상기 폴리실리콘의 반도체층(113)을 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)을 갖는 층간절연막(123)을 형성한다.

도면에 있어서는 폴리실리콘의 반도체층(113)을 구비하여 이의 상부에 게이트 전극(120)이 위치하도록 구성된 형태를 이루는 것을 일례로 나타내었지만, 게이트 전극과 게이트 절연막과 반도체층의 적층 구성을 이루도록 형성될 수도 있다. 이때 상기 반도체층은 비정질 실리콘의 액티브층과 이의 상부로 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층의 구성을 이룰 수도 있으며, 또는 산화물 반도체 물질로 이루어져 단일층의 산화물 반도체층을 이룰 수도 있으며, 이 경우 상기 산화물 반도체층 위로 이의 양 끝단을 노출시키는 에치스토퍼가 더욱 구비될 수 있다.

다음, 도 9b에 도시한 바와같이, 상기 층간절연막(123)(또는 반도체층과 게이트 절연막) 위로 상기 제 1 기판(110) 전면에 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질을 증착함으로서 제 1 두께(t1)를 갖는 금속물질층(131)을 형성한다.

이후 , 상기 금속물질층(131) 위로 포토레지스트를 상기 제 1 기판(110) 전면에 도포하여 포토레지스트층(188)을 형성한다.

다음, 상기 포토레지스트층(180) 위로 투과영역(TA)과 차단영역(BA)을 갖는 노광 마스크(191)를 위치시키고 상기 노광마스크(191)를 매개로 하여 상기 포토레지스트층(180)에 대해 노광을 실시한다. 이때, 상기 포토레지스트층(180)이 네거티브 타입인 경우 소스 및 드레인 전극(도 9k의 133, 136)과 금속패턴(도 9k의 138)이 형성될 부분에 대응하여 투과영역(TA)이 대응되도록 하고 그 이외의 영역에 대해서는 차단영역(BA)이 대응되도록 상기 노광 마스크(191)를 위치시킨 후 노광을 진행한다. 상기 포토레지스트층(180)이 포지티브 타입인 경우 소스 및 드레인 전극(도 9k의 133, 136)과 금속패턴(도 9k의 138)이 형성될 부분에 대응하여 차단영역(BA)이 대응되도록 하고 그 이외의 영역에 대해서는 투과영역(TA)이 대응되도록 상기 노광 마스크(191)를 위치시킨 후 노광을 진행한다. 도면에 있어서는 네거티브 타입 포토레지스트층(180) 형성된 것을 일례로 나타내었다.

다음, 도 9c에 도시한 바와같이, 상기 노광된 포토레지스트층(도 9b의 180)에 대해 현상 공정을 진행함으로서 상기 금속물질층(131) 위로 포토레지스트 패턴(181)을 형성한다.

다음, 도 9d에 도시한 바와같이, 상기 포토레지스트 패턴(181) 외측으로 노출된 금속물질층(도 9c의 131)에 대해 식각을 진행함으로 상기 층간절연막(123) 위로 상기 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에 있어서는 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 상기 폴리실리콘의 반도체층(113)과 접촉하며 제 1 두께(t1)를 갖는 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 형성하고, 동시에 각 발광영역(EA)에 있어서는 상기 제 1 두께(t1)를 갖는 금속패턴(138)을 형성한다. 이때 상기 금속패턴(138)은 도 4a 내지 도 4d를 통해 제시되 어떠한 평면 형태를 이룰 수 있다. 도면에 있어서는 도 4b 혹은 도 4d에 나타낸 제 1 부분(138a)과 제 2 부분(138b)을 포함하는 금속패턴(138)이 형성된 것을 일례로 나타내었다.

이때, 상기 스위칭 및 구동영역(미도시, DA)에 각각 순차 적층된 상기 폴리실리콘의 반도체층(113)과, 게이트 절연막(116)과, 게이트 전극(120)과, 반도체층 콘택홀(125)을 구비한 층간절연막(123)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)를 이룬다.

다음, 도 9e에 도시한 바와같이, 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 금속패턴(138) 위에 형성된 상기 포토레지스트 패턴(도 9d의 181)을 애싱(ashing) 또는 스트립(strip)을 진행하여 제거한다.

다음, 도 9f에 도시한 바와같이, 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 금속패턴(138) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착함으로서 제 1 보호층(140)을 형성하고, 이를 패터닝함으로서 상기 구동영역(DA)에 있어 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 형성한다. 이러한 제 1 보호층(140)은 각 발광영역(EA)에 있어 이의 하부에 구비된 금속패턴(138)에 의해 그 표면이 올록볼록한 요철 구조를 이루는 것이 특징이다.

이때, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 드레인 콘택홀(143)을 형성하기 전에 상기 제 1 보호층(140) 위로 유기절연물질을 도포하여 제 2 보호층(미도시)을 형성한 후, 상기 제 2 보호층(미도시) 및 제 1 보호층(140)을 동시에 패터닝하여 드레인 전극(143)을 형성할 수도 있다. 이때 상기 제 2 보호층(미도시)의 경우도 그 표면에 상기 금속패턴(138)에 의해 요철 구조를 이루는 것이 특징이다. 이렇게 제 2 보호층(미도시)이 형성된 경우 요철의 높이 혹은 깊이가 제 1 보호층(140)만을 형성한 것 대비 작게 할 수 있으며, 요철의 측면 또한 굴곡진 형태를 갖도록 할 수 있다.

다음, 도 9g에 도시한 바와같이, 상기 제 1 보호층(140)(혹은 제 2 보호층(미도시)) 위로 반사효율이 우수한 금속물질 예를들면 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), APC(Ag, Pd, Cu 합금) 중 어느 하나를 증착하고, 연속하여 이의 상부로 일함수 값이 높은 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 주석-옥사이드(SnO₂), 징크-옥사이드(ZnO₂) 중 어느 하나를 증착함으로서 하부층과 상부층의 이중층 구조를 이루는 도전층(미도시)을 형성하거나, 혹은 상기 제 1 보호층(140)(혹은 제 2 보호층(미도시)) 위로 일함수 값이 높은 투명 도전성 물질만을 증착하여 단일층 구조의 도전층(미도시)을 형성하고, 이를 패터닝함으로서 각 화소영역(P) 별로 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 접촉하는 제 1 전극(147)을 형성한다. 도면에 있어서는 상기 제 1 전극(147)이 이중층 구조를 이루는 것을 일례로 도시하였다.

이러한 제 1 전극(147)은 그 하부에 구비된 제 1 보호층(140) 표면에 구비된 요철의 영향으로 각 발광영역(EA)에서 그 자체가 올록볼록한 요철 구조를 갖는 형태를 이루는 것이 특징이다. 즉, 상기 제 1 전극(147)은 상기 금속패턴(138)이 형성된 부분에 대응해서는 볼록하게 형성되며, 금속패턴(138)이 형성되지 않은 부분에 대응해서는 오목한 형태로 형성되는 것이 특징이다.

다음, 도 9h에 도시한 바와같이, 상기 제 1 전극(147) 위로 감광성 물질이 포함되어 감광성 특성을 가지며, 나아가 소수성 특성을 갖는 고분자 물질 예를들면 불소(F)가 함유된 폴리이미드(poly imide), 스티렌(styrene), 메틸마사크릴레이트(methyl mathacrylate), 폴리테트라플로우틸렌(polytetrafluoroethylene) 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 물질을 도포함으로서 뱅크 물질층(미도시)을 형성한다.

이후, 이러한 감광성 특성을 갖는 상기 뱅크 물질층(미도시)을 패터닝함으로서 각 발광영역(EA)의 경계에 상기 제 1 전극(147)의 가장자리와 소정폭 중첩하는 댐 형태의 뱅크(150)를 형성한다.

다음, 도 9i에 도시한 바와같이, 상기 뱅크(150)를 형성한 후에는 잉크 젯 장치 혹은 노즐 코팅 장치를 이용하여 유기 발광 물질을 분사 혹은 드롭핑하고, 상기 각 발광영역(EA)에 분사 혹은 드롭핑 된 액상의 유기 발광 물질을 건조시킴으로서 유기 발광층(155)을 형성하거나, 혹은 각 발광영역(EA)에 대응하여 개구를 갖는 쉐도우 마스크를 개재하여 유기 발광 물질의 열 증착을 실시함으로서 각 발광영역(EA)에 유기 발광층(155)을 형성한다.

이때, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 유기 발광층(155)은 단일층 구조를 이루도록 형성할 수도 있으며, 또는 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 유기 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 5중층 구조로 형성될 수도 있으며, 또는 정공수송층(hole transporting layer), 유기 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 4중층 구조를 이룰 수도 있으며, 나아가 정공수송층(hole transporting layer), 유기 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer)의 3중층 구조를 이루도록 형성할 수도 있다.

다음, 도 9j에 도시한 바와같이, 상기 유기 발광층(155) 위로 표시영역 전면에 일함수 값이 낮은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나를 열 증착함으로서 제 2 전극(165)을 형성한다.

이때, 각 발광영역(EA)에 순차 적층된 상기 제 1 전극(147)과 유기 발광층(155) 및 제 2 전극(165)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.

다음, 도 9k에 도시한 바와같이, 상기 제 2 전극(165) 상부로 필름(미도시)을 부착하거나, 유기절연막 또는 무기절연막으로 이루어진 캡핑막(미도시)을 형성하거나, 혹은 실란트 또는 프릿을 개재하여 제 2 기판(170)을 합착함으로서 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)를 완성한다.

<제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 제조 방법>

도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 구동 및 박막트랜지스터의 소스 및 드레인 전극과 더불어 금속패턴을 형성하는 단계만을 나타낸 공정 단면도이다. 그 이외의 구성요소는 형성 단계는 전술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 3 또는 도 5의 101)의 제조 방법과 동일하므로 생략한다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P) 내에 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성될 영역을 스위칭 영역(미도시), 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성될 영역을 구동영역(DA)이라 정의하였으며, 유기 발광층(155)이 구비되는 영역을 발광영역(EA)이라 정의하였다.

다음, 도 10a에 도시한 바와같이, 상기 층간절연막(123)(또는 반도체층과 게이트 절연막) 위로 상기 제 1 기판(110) 전면에 제 1 두께(t1)를 갖는 금속물질층(131)을 형성하고, 연속하여 상기 금속물질층(131) 위로 포토레지스트를 상기 제 1 기판(110) 전면에 도포하여 포토레지스트층(180)을 형성한다.

다음, 상기 포토레지스트층(180) 위로 투과영역(TA)과 차단영역(BA) 및 반투과영역(HTA)을 갖는 노광 마스크(192)를 위치시키고 상기 노광 마스크(192)를 매개로 하여 상기 포토레지스트층(180)에 대해 노광을 실시한다. 이때, 상기 포토레지스트층(180)이 네거티브 타입인 경우 소스 및 드레인 전극(도 10f의 133, 136)과 금속패턴(도 10f의 238) 중 제 2 부분(도 10f의 238b)이 형성될 부분에 대응하여 투과영역(TA)이 대응되도록 하고 상기 금속패턴(도 10f의 238) 중 제 1 부분(도 10f의 238a)이 형성될 영역에 대응해서는 반투과영역(TA)이 대응되도록 하고, 그 이외의 영역에 대해서는 차단영역(BA)이 대응되도록 상기 노광 마스크(192)를 위치시킨 후 노광을 진행한다.

상기 포토레지스트층(180)이 포지티브 타입인 경우 소스 및 드레인 전극(도 10f의 133, 136)과 금속패턴(도 10f의 138) 중 제 2 부분(도 10f의 238b)이 형성될 부분에 대응하여 차단영역(BA)이 대응되도록 하고, 상기 금속패턴(도 10f의 238) 중 제 1 부분(도 10f의 238a)이 형성될 영역에 대응해서는 반투과영역(HTA)이 대응되도록 하고, 그 이외의 영역에 대해서는 투과영역(TA)이 대응되도록 상기 노광 마스크(192)를 위치시킨 후 노광을 진행한다. 도면에 있어서는 네거티브 타입 포토레지스트층(180) 형성된 것을 일례로 나타내었다.

반투과영역(HTA)을 포함하는 노광마스크(192)를 이용한 노광을 회절노광 또는 하프톤 노광이라 한다. 이러한 회절노광 또는 하프톤 노광을 실시하는 경우, 상기 노광마스크(192)의 투과영역(TA)과 차단영역(BA) 및 반투과영역(HTA)에 대응하여 상기 포토레지스트층(180)에 조사되는 빛량의 차이가 발생됨으로서 이렇게 노광량을 달리하는 포토레지스트층(180)에 대해 추후 현상 공정을 진행하게 되면 서로 다른 두께를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다.

다음, 도 10b에 도시한 바와같이, 상기 노광된 포토레지스트층(도 10a의 180)에 대해 현상 공정을 진행함으로서 상기 금속물질층(131) 위로 제 3 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(181a)과 상기 제 3 두께보다 얇은 제 4 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(181b)을 형성한다. 이때 상기 제 1 포토레지스트 패턴(181a)은 추후 소스 및 드레인 전극(도 10f의 133, 136)과 금속패턴(도 10f의 238)의 제 2 부분(도 10f의 238b)이 형성될 부분에 위치하고, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(181b)은 추후 금속패턴(도 10f의 238)의 제 1 부분(도 10f의 238a)이 형성될 부분에 위치한다.

다음, 도 10c에 도시한 바와같이, 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴(181a, 181b) 외측으로 노출된 금속물질층(도 10b의 131)에 대해 식각을 진행함으로 상기 층간절연막 위로 상기 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에 있어서는 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 상기 폴리실리콘의 반도체층(113)과 접촉하며 제 1 두께(t1)를 갖고 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 형성하고, 동시에 각 발광영역(EA)에 있어서는 현 상태에 있어서는 모두 상기 제 1 두께(t1)를 갖는 제 1 부분(238a) 및 제 2 부분(237)의 금속패턴(238)을 형성한다.

다음, 도 10d에 도시한 바와같이, 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 4 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(도 10c의 181b)을 제거함으로서 각 발광영역(EA)에 있어 제 1 두께(t1)를 갖는 제 1 부분(237)을 노출시킨다. 이때, 제 1 포토레지스트 패턴(181a)은 그 두께가 얇아지게 되지만 여전히 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 금속패턴(238)의 제 2 부분(238b)에 대응해서는 남아있게 된다.

다음, 도 10e 및 도 10f에 도시한 바와같이, 제 2 포토레지스트 패턴(도 10c의 181b)이 제거됨으로서 노출된 제 1 두께(t1)를 갖는 금속패턴(238)의 제 1 부분(도 10d의 237)에 대해 식각을 진행하여 그 두께를 낮추어 상기 제 1 두께(t1)보다 얇은 제 2 두께(t2)를 갖도록 함으로서 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 두께(t1)를 갖는 제 2 부분(238b)과 제 2 두께(t2)를 갖는 제 1 부분(238a)으로 이루어진 금속패턴(238)을 완성한다. 이후 스트립을 진행하여 상기 제 1 포토레지스트 패턴(181a)을 제거한다.

이러한 제 1 두께(t1)를 갖는 제 2 부분(238b)과 제 2 두께(t2)를 갖는 제 1 부분(238a)의 금속패턴(238)을 형성한 이후 공정은 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 9k의 101)의 제조 공정과 동일하므로 생략한다.

본 발명은 전술한 실시예 및 변형예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

101 : 유기전계 발광소자 110 : 제 1 기판
113 : 반도체층 113a : 제 1 영역
113b : 제 2 영역 116 : 게이트 절연막
120 : (구동 박막트랜지스터의)게이트 전극
123 : 층간절연막 125 : 반도체층 콘택홀
133 : (구동 박막트랜지스터의)소스 전극
136 : (구동 박막트랜지스터의)드레인 전극
138 : 금속패턴 138a : (금속패턴의) 제 1 부분
138b : (금속패턴의) 제 2 부분
140 : 제 1 보호층 143 : 드레인 콘택홀
147 : 제 1 전극 147a : (제1전극의)하부층
147b : (제1전극의)상부층 150 : 뱅크
155 : 유기 발광층 165 : 제 2 전극
170 : 제 2 기판 DTr : 구동 박막트랜지스터
DA : 구동영역 E: 유기전계 발광 다이오드
EA : 발광영역 P : 화소영역

Claims (11)

1. 다수의 발광영역이 정의된 기판과;
   상기 기판 상에 구비된 박막트랜지스터와;
   상기 박막트랜지스터의 일 전극이 구비된 동일한 층에 상기 발광영역 별로 구비된 금속패턴과;
   상기 박막트랜지스터의 일 전극과 금속패턴 상부에 위치하는 보호층과;
   상기 보호층 위로 상기 발광영역 별로 구비되며 상기 금속패턴이 형성된 부분이 볼록한 요철구조를 이루는 것이 특징인 제 1 전극과;
   상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 상기 다수의 발광영역 각각을 둘러싸며 구비된 뱅크와;
   상기 뱅크로 둘러싸인 상기 다수의 발광영역 각각의 내부에 상기 제 1 전극 위에 구비된 유기 발광층과;
   상기 유기 발광층 상부에 구비된 제 2 전극
   을 포함하며,
   상기 금속패턴은 각 발광영역 내부에 대응하여 격자형태 또는 다수의 도트 패턴이 일정간격 이격하여 배치되는 형태를 이루는 제 1 부분과, 상기 각 발광영역을 둘러싸며 일 측단은 상기 뱅크와 중첩하고 타 측단은 상기 뱅크 외측으로 노출된 형태를 이루는 제 2 부분으로 이루어진 유기전계 발광소자.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 금속패턴은 상기 박막트랜지스터의 소스 및 드레인전극과 동일한 층에 배치되는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 금속패턴은 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 동일한 두께를 갖는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
   
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 금속패턴의 상기 제 2 부분은 상기 박막트랜지스터의 소스 및 드레인 전극과 동일한 제 1 두께를 갖고 상기 제 1 부분은 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 두께는 1000 내지 3000Å 이며, 상기 제 2 두께는 20 내지 900Å 인 것이 특징인 유기전계 발광소자.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 박막트랜지스터의 일 전극은 상기 박막트랜지스터의 적층구조 구조 상 최상부에 구비되는 전극으로, 상기 금속패턴은 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 동일물질로 구비되는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
   
8. 다수의 발광영역이 정의된 기판 상에 박막트랜지스터의 일 전극과 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 이격하여 상기 다수의 발광영역 각각에 대응하여 금속패턴을 형성하는 단계와;
   상기 전극과 금속패턴 상부에 보호층을 형성하는 단계와;
   상기 보호층 위로 상기 발광영역 별로 상기 금속패턴이 형성된 부분이 볼록한 요철구조를 이루는 것이 특징인 제 1 전극을 형성하는 단계와;
   상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 상기 다수의 발광영역 각각을 둘러싸는 뱅크를 형성하는 단계와;
   상기 뱅크로 둘러싸인 상기 다수의 발광영역 각각의 내부에 상기 제 1 전극 위에 유기 발광층을 형성하는 단계와;
   상기 유기 발광층 상부에 제 2 전극을 형성하는 단계
   를 포함하며,
   상기 금속패턴은 각 발광영역 내부에 대응하여 격자형태 또는 다수의 도트 패턴이 일정간격 이격하여 배치되는 형태를 이루는 제 1 부분과, 상기 각 발광영역을 둘러싸며 일 측단은 상기 뱅크와 중첩하고 타 측단은 상기 뱅크 외측으로 노출된 형태를 이루는 제 2 부분으로 이루어지도록 형성하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 박막트랜지스터의 일 전극과 상기 금속패턴은 동일한 두께를 갖도록 형성하는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
   
10. 삭제
11. 제 8 항에 있어서,
    다수의 발광영역이 정의된 기판 상에 박막트랜지스터의 일 전극과 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 이격하여 상기 다수의 발광영역 각각에 대응하여 금속패턴을 형성하는 단계는,
    절연층 상에 제 1 두께를 갖는 금속물질층을 형성한 후 이에 대해 회절노광 또는 하프톤 노광을 포함하는 패터닝 공정을 진행함으로서 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 상기 제 2 부분은 상기 제 1 두께를 갖도록 하고 상기 제 2 부분은 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖도록 하는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
    
    
    

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