KR20040008847A - 유기전계 발광소자와 그 제조방법 - Google Patents

유기전계 발광소자와 그 제조방법 Download PDF

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KR20040008847A
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로 특히, 유기전계 발광소자의 내부에 수분을 제거하는 수단인 흡습제를 구성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유기전계 발광소자는 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 수단인 실런트를 제 1 기판의 외곽에 구성하되 소정 간격 이격한 제 1 실런트 패턴과 제 2 실런트 패턴을 구성하고, 상기 제 1 실런트 패턴과 제 2 실런트 패턴 사이에 흡습제를 구성한다.
이때, 상기 안쪽에 구성된 제 1 실런트 패턴은 랜덤하게 오픈부를 형성하여, 상기 흡습제로 하여금 내부의 수분 또한 제거하도록 한다.
이와 같은 구성은, 통상 흡습제가 구성되었던 제 1 기판의 식각 공정이 필요하지 않고, 제 1 기판의 두께가 얇아 질수 있으므로 유기 발광소자의 두께를 줄이는 장점이 있다.
또한, 제 1 기판의 변형에 의한 불량이 발생하지 않으므로 제품의 수율을 개선 할 수 있다.

Description

유기전계 발광소자와 그 제조방법{The organic electro-luminescence device and method for fabricating of the same}
본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로 특히, 유기 전계 발광소자에 침투하는 수분을 제거하기 위한 흡습제를 구성하는 방법을 달리하여, 소자의 두께를 더욱 얇게 구성하는 동시에 수율을 개선하기 위한 유기 전계 발광소자의 제조방법과, 제조방법에 의해 제작된 유기전계 발광소자의 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 유기전계 발광소자는 전자(electron) 주입전극(cathode)과 정공(hole) 주입전극(anode)으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.
이러한 원리로 인해 종래의 박막 액정표시소자와는 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 소자의 부피와 무게를 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 유기전계 발광소자는 고품위 패널특성(저전력, 고휘도, 고반응속도,저중량)을 나타낸다. 이러한 특성 때문에 OELD는 이동통신 단말기, CHS, PDA, Camcorder, Palm PC등 대부분의 consumer전자 응용제품에 사용될 수 있는 강력한 차세대 디스플레이로 여겨지고 있다.
또한 제조 공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 LCD보다 많이 줄일 수 있는 장점이 있다.
이러한 유기전계 발광소자를 구동하는 방식은 수동 매트릭스형(passive matrix type)과 능동 매트릭스형(active matrix type)으로 나눌 수 있다.
상기 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자는 그 구성이 단순하여 제조방법 또한 단순 하나 높은 소비전력과 표시소자의 대면적화에 어려움이 있으며, 배선의 수가 증가하면 할 수록 개구율이 저하되는 단점이 있다.
반면 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자는 높은 발광효율과 고 화질을 제공할 수 있는 장점이 있다.
이하, 도 1을 참조하여 종래의 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 설명한다.
도 1은 종래의 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 유기전계 발광소자(10)는 투명한 제 1 기판(12)의 상부에 박막트랜지스터(T)어레이부(14)와, 상기 박막트랜지스터 어레이부(14)의 상부에 제 1 전극(16)과 유기 발광층(18)과 제 2 전극(20)이 구성된다.
이때, 상기 발광층(18)은 적(R),녹(G),청(B)의 컬러를 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 상기 각 화소(P)마다 적,녹,청색을 발광하는 별도의 유기물질을패턴하여 사용한다.
상기 제 1 기판(12)이 흡습제(22)가 부착된 제 2 기판(28)과 실런트(26)를 통해 합착되므로서 캡슐화된 유기전계 발광소자(10)가 완성된다.
이때, 상기 흡습제(22)는 캡슐내부에 침투할 수 있는 수분과 산소를 제거하기 위한 것이며, 기판(28)의 일부를 식각하고 식각된 부분에 흡습제(22)를 채우고 반투성 막(25)으로 덮거나, 반투성 막으로 쌓여진 흡습제에 양면 테이프를 붙여서 글라스의 흡습제 부착 공간에 바로 붙여 사용한다.
그러나, 종래의 흡습제 부착방법은 흡습제가 부착되는 기판으로 금속 캔을 사용할 경우, 대면적인 경우에는 금속판을 평탄하게 만들기가 힘들다.
이를 해결하기 위해서는 두꺼운 금속판을 사용하면 되지만, 소자의 무게를 증가시키는 단점이 있으며, 유리판을 쓸 경우에는 흡습제를 장착하기 위해 유리판을 안쪽으로 식각하는 공정이 포함되어 유리판의 단가가 높아진다.
또한, 유리판의 기계적 강도 때문에 식각하는 깊이에 한계가 있어 이를 극복하기 위해 두꺼운 유리를 사용해야 하는데 이 또한 소자의 두께가 두꺼워 지고 이에 따라 무게 또한 무거워 진다.
더욱이, 분말 형태의 흡습제 장착시 분말이 다른 부위에 떨어져 소자에 영향을 줄 가능성이 있으며, 흡습제의 지지를 위한 반투성막이 필요하다.
비록 최근 개선되어 나온 흡습제와 반투성막과 그리고 양면 테이프 일체형의제품을 사용하더라도 이들을 장착할 만한 공간이 필요하기 때문에 결국 소자 전체의 두께가 두꺼워지는 것을 피할 수 없다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 목적으로 제안된 것으로, 두 개의 기판을 합착하는 수단인 실런트를 구성할 때, 서로 소정간격 이격된 제 1 실런트 패턴과 제 2 실런트 패턴을 외곽에 구성하고, 상기 두 실런트 패턴 사이에 반투성막으로 밀봉된 흡습제를 장착하거나 겔 상태의 흡습제를 도포하여 형성한다.
이때, 안쪽의 제 1 실런트 패턴은 랜덤(random)하게 오픈(open)부를 형성하여, 소자 내부의 수분까지 흡수하도록 한다.
이와 같은 구성은 유기 전계 발광소자를 캡슐화 하는데 사용되는 기판을 성형할 필요가 없고, 기판에 흡습제를 장착하는 공정을 생략하도록 하여 소자의 두께를 감소하고 소자의 신뢰성 향상과 생산성을 향상할 수 있도록 한다.
도 1은 종래의 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 2은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 따른 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 실런트 패턴을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 유기전계 발광소자의 한 화소에 대한 박막트랜지스터 어레이부를 도시한 평면도이고,
도 5a 내지 5c는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ`를 따라 절단하여, 본 발명의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광부의 제조공정을 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
100 : 기판 124 : 제 1 전극
126 : 발광부 128 : 제 2 전극
130 : 제 1 실런트 패턴 132 : 제 2 실런트 패턴
134 : 흡습제 200 : 제 2 기판
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 특징에 따른 유기전계 발광소자는 다수의 화소가 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판의 각 화소마다 구성되고, 게이트 전극과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 구동소자와 이에 연결된 스위칭소자와; 상기 구동소자의 게이트 전극과 데이터 배선에 각각 연결된 게이트 배선과 데이터 배선과, 스위칭 소자의 소스 전극(또는 드레인 전극)에 연결된 전원배선과; 상기 스위칭 소자의 드레인 전극(또는 소스전극)에 연결된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극의 상부에 구성된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층의 상부에구성된 제 2 전극과; 상기 제 1 기판의 외곽의 둘레에 소정 간격 이격된 제 1 실런트 패턴과 제 2 실런트 패턴과; 상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴 사이에 구성된 흡습제와; 상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴에 의해 제 2 기판과 합착된 제 2 기판을 포함한다.
이때, 상기 제 1 전극은 상기 발광층에 홀을 주입하는 양극 전극(anode electrode)이고, 제 2 전극은 상기 발광층에 전자를 주입하는 음극 전극(cathode electrode)이며, 제 1 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 구성하고, 제 2 전극은 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg)을 포함하는 금속 중 선택된 하나로 구성한다.
상기 제 1 전극에 근접하여 홀 수송층을 더욱 구성하고, 상기 제 2 전극에 근접하여 전자 수송층을 더욱 구성한다.
상기 기판의 안쪽으로 구성된 제 1 실런트 패턴은 부분적으로 오픈(open)된 것을 특징으로 하며, 흡습제는 분말 형태 또는 겔(gel)타입으로 형성 가능하다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 유기전계 발광소자의 제조방법은 다수의 화소가 정의된 제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 단계와; 상기 제 1 기판의 각 화소마다 게이트 전극과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 구동소자와 이에 연결된 스위칭소자를 형성하는 단계와; 상기 구동소자의 게이트 전극과 데이터 배선에 각각 연결된 게이트 배선과 데이터 배선과, 스위칭 소자의 소스 전극(또는 드레인 전극)에 연결된 전원배선을 형성하는 단계와; 상기 스위칭 소자의 드레인 전극(또는 소스전극)에 연결된 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극의 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층의 상부에 제 2 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판의 외곽의 둘레에 소정 간격 이격된 제 1 실런트 패턴과 제 2 실런트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴 사이에 흡습제를 구성하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴이 형성된 제 1 기판에 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 유기전계 발광소자는 하는 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자는 다수의 화소가 정의된 제 1 , 제 2 기판과; 상기 제 1 기판의 각 화소마다 구성되고, 게이트 전극과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 구동소자와 이에 연결된 스위칭소자와; 상기 구동소자의 게이트 전극과 데이터 배선에 각각 연결된 게이트 배선과 데이터 배선과, 스위칭 소자의 소스 전극(또는 드레인 전극)에 연결된 전원배선과; 상기 스위칭 소자의 드레인 전극(또는 소스전극)과 접촉하는 연결전극과; 상기 제 1 기판의 외곽의 둘레에 소정 간격 이격된 제 1 실런트 패턴과 제 2 실런트 패턴과; 상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴 사이에 구성된 흡습제와; 상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 접촉되는 제 2 기판의 전면에 구성된 제 1 전극과; 상기 화소 마다 제 1 전극의 상부에 구성된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층의 상부에 구성되고, 상기 연결전극과 접촉하는 제 2 전극을 포함한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 유기전계 발광소자의 제조방법은 다수의 화소가 정의된 제 1 , 제 2 기판을 준비하는 단계와; 상기 제 1 기판의 각 화소마다 게이트 전극과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 구동소자와 이에 연결된 스위칭소자를 형성하는 단계와; 상기 구동소자의 게이트 전극과 데이터 배선에 각각 연결된게이트 배선과 데이터 배선과, 스위칭 소자의 소스 전극(또는 드레인 전극)에 연결된 전원배선을 형성하는 단계와; 상기 스위칭 소자의 드레인 전극(또는 소스전극)과 접촉하는 연결전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판의 외곽의 둘레에 소정 간격 이격된 제 1 실런트 패턴과 제 2 실런트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴 사이에 구성된 흡습제를 구성하는 단계와; 상기 제 1 기판의 제 2 전극과 상기 제 2 기판의 연결전극이 접촉하도록 , 상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴을 이용하여 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
-- 실시예 1 --
본 발명의 제 1 실시예는 일반적인 유기 전계 발광소자를 캡슐화 하기 위해 제 1 기판의 둘레에 실런트 패턴을 형성할 때, 서로 이격하여 구성된 제 1 실런트 패턴과 제 2 실런트 패턴을 구성하고, 상기 이격된 공간에 흡습제를 구성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구성을 설명한다.
도 2은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 유기전계 발광소자(99)는 투명한 제 1 기판(100)의 상부에 박막트랜지스터(T)어레이부(103)와, 상기 박막트랜지스터 어레이부(103)의 상부에 제 1 전극(124)과 유기 발광층(126)과 제 2 전극(128)이 구성된다.
이때, 상기 발광층(126)은 적(R),녹(G),청(B)의 컬러를 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 상기 각 화소(P)마다 적,녹,청색을 발광하는 별도의 유기물질을 패턴하여 사용한다.
상기 제 1 기판(100)이 제 2 기판(200)과 제 1 및 제 2 실런트패턴(130,132)를 통해 합착되므로서 캡슐화된 유기전계 발광소자(99)가 완성된다.
상기 제 1 실런트 패턴(130)과 제 2 실런트 패턴(132)은 제 1 기판(100)의 둘레에 서로 이격하여 구성하며, 이격된 영역내부에는 흡습제(134)를 구성한다.
이때, 제 1 기판(100)의 안쪽으로 구성된 제 1 실런트 패턴(130)은 랜덤하게 오픈부(미도시)를 구성하여 유기전계 발광소자(99)의 내부에 존재할 수 있는 수분 또한 제거할 수 있도록 한다.
이하, 도 3을 참조하여 상기 실런트 패턴과 흡습제의 구성을 좀더 알아본다.
도시한 바와 같이, 기판(100)의 둘레에 제 1 실런트 패턴(130)과 이와 이격된 제 2 실런트 패턴(132)을 구성한다.
이때, 안쪽으로 구성된 제 1 실런트 패턴(130)은 부분적으로 오픈부(A)를 형성하게 되는데, 실런트를 코팅하는 방법이 펜형상의 디스펜서(dispenser)타입 일 경우에는 오픈부를 제외한 나머지 영역에만 실런트(sealant)를 코팅하고, 스크린(screen)타입일 경우에는 인쇄패턴을 처음부터 이러한 형상으로 제작하여 인쇄하면 된다.
상기 제 1 및 제 2 실런트(130,132)의 이격된 공간(B)에는 흡습제를 구성하게 되는데, 상기 흡습제는 겔(gel)타입 또는 분말 타입을 모두 사용할 수 있다.
겔 타입을 흡습제를 구성할 경우에는 디스펜서 타입 또는 스크린 인쇄방법을 통해 코팅하고 수분을 제거하는 방법으로 흡습제를 구성할 수 있으며, 분말 형태를 사용할 경우에는 분말을 포함한 투명막(수분이 통과할 수 있는 투명막)을 상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴(130,132)의 이격 공간(B)에 구성한다.
이때, 상기 흡습제(134)를 고정하는 방식으로 양면 테이프 또는 실런트를 이용할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조공정을 설명한다.
공정을 설명하기 전 먼저, 한 화소에 대한 평면적인 구성을 알 아 본다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 한 화소에 대한 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.
일반적으로, 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 박막트랜지스터 어레이부는 기판(100)에 정의된 다수의 화소(P)마다 스위칭 소자(TS)와 구동 소자(TD)와 스토리지 캐패시터(storage capacitor : CST)가 구성되며, 동작의 특성에 따라 상기 스위칭 소자(TS) 또는 구동 소자(TD)는 각각 하나 이상의 박막트랜지스터의 조합으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 기판(100)은 투명한 절연 기판을 사용하며, 그 재질로는 유리나 플라스틱을 예로 들 수 있다.
도시한 바와 같이, 기판(100)상에 서로 소정 간격 이격 하여 일 방향으로 구성된 게이트 배선(142)과, 상기 게이트 배선(142)과 절연막을 사이에 두고 서로 교차하는 데이터 배선(152)이 구성된다.
동시에, 상기 데이터 배선(152)과 평행하게 이격된 위치에 일 방향으로 전원 배선(158)이 구성된다.
상기 스위칭 소자(TS)와 구동 소자(TD)로 각각 게이트 전극(146,108)과 액티브층(140,104)과 소스 전극(148,116) 및 드레인 전극(150,118)을 포함하는 박막트랜지스터가 사용된다.
전술한 구성에서, 상기 스위칭 소자(TS)의 게이트 전극(146)은 상기 게이트 배선(142)과 연결되고, 상기 소스 전극(148)은 상기 데이터 배선(152)과 연결된다.
상기 스위칭 소자(TS)의 드레인 전극(150)은 상기 구동 소자(TD)의 게이트 전극(108)과 콘택홀(154)을 통해 연결된다.
상기 구동 소자(TD)의 소스 전극(116)은 상기 전원 배선(158)과 콘택홀(156)을 통해 연결된다.
또한, 상기 구동 소자(TD)의 드레인 전극(118)은 화소부(P)에 구성된 제 1 전극(124)과 접촉하도록 구성된다.
이때, 상기 전원 배선(145)과 그 하부의 다결정 실리콘패턴(145)은 절연막을 사이에 두고 겹쳐져 스토리지 캐패시터(CST)를 형성한다.
이하, 상기 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 제조방법을 설명한다.
이하, 도 5a 내지 도 5d는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ`를 따라 절단하여, 본 발명의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
(도 5a 내지 도 5d는 제 1 기판에 구성된 박막트랜지스터 어레이부 중 구동 소자와 이에 연결된 화소영역만을 구성한 단면도이다.)
도 5a에 도시한 바와 같이, 다수의 화소영역(P)이 정의된 기판(100)의 전면에 질화 실리콘(SiNx)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 실리콘 절연물질 그룹 중 선택된 하나로 제 1 절연막인 버퍼층(102)을 형성한다.
상기 버퍼층(102)의 상부에 비정질 실리콘(a-Si:H)을 증착한 후 탈수소화 과정과 열을 이용한 결정화 공정을 진행하여 다결정 실리콘층을 형성후 패턴하여, 액티브층(104)을 형성한다.
상기 액티브층(104)은 제 1 액티브 영역(104a)과, 제 1 액티브 영역(104a)의 양측을 각각 제 2 액티브 영역(104b)으로 정의한다.
상기 액티브층(104)이 형성된 기판(100)의 전면에 제 2 절연막인 게이트 절연막(106)을 형성한다. 게이트 절연막(106)은 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 형성한다.
이때, 상기 게이트 절연막(106)은 그대로 남겨 둘 수도 있고, 상기 게이트 전극(108)과 동일한 형상으로 식각하여 형성할 수 도 있다.
연속하여, 상기 제 1 액티브 영역(104a)상부의 게이트 절연막(106)상에 게이트 전극(108)을 형성한다. 상기 게이트 전극(108)이 형성된 기판(100)의 전면에 3가 또는 4가의 불순물(B 또는 P)을 도핑하여 상기 제 2 액티브 영역(104b)을 오믹 콘택(ohmic contact)영역으로 형성한다.
게이트 전극(108)이 형성된 기판(100)의 전면에 제 3 절연막인 층간 절연막(110)을 형성하고 패턴하여, 상기 제 1 액티브 영역(104a)의 양측에 정의된 제 2 액티브 영역(104b)을 각각 노출하는 제 1 콘택홀(112)과 제 2 콘택홀(114)을 형성한다.
상기 게이트 전극(108)은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금과 구리(Cu)와 텅스텐(W)과 탄탈륨(Ta)과 몰리브덴(Mo)을 포함한 도전성 금속그룹 중 선택된 하나로 형성하고, 층간 절연막(110)은 전술한 바와 같은 절연물질 그룹 중 선택된 하나로 형성한다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 층간 절연막(110)이 형성된 기판(100)의 전면에 제 2 금속층을 형성한 후 패턴하여, 상기 노출된 제 2 액티브 영역(104b)에 각각 접촉하는 소스 전극(116)과 드레인 전극(118)을 형성한다.
연속하여, 상기 소스 및 드레인 전극(116,118)이 형성된 기판(100)의 전면에 전술한 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나 또는 경우에 따라서는 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착 또는 도포하여 제 4 절연막인 보호막(120)을 형성한다.
다음으로, 상기 보호막(120)을 패턴하여 상기 각 구동소자(T)의 드레인 전극(118)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(122)을 형성한다.
도 5c에 도시한 바와 같이, 상기 보호막(120)이 형성된 기판(100)의 전면에 도전성 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 드레인 전극(118)과 접촉하는 투명한 양극전극(anode electrode)인 제 1 전극(124)을 형성한다.
상기 제 1 전극(124)은 인듐-틴-옥사이드와 인듐-징크-옥사이드를 포함하는 일 함수(work function)가 큰 투명도전성 금속 그룹 중 선택된 하나로 형성한다.
다음으로, 상기 제 1 전극의 상부에 적색과 녹색과 청색의 빛을 발광하는 유기 발광층(126)을 각 화소마다 형성한다.
이때, 상기 발광층(126)은 단일층으로 구성할 수도 있고 다층으로 구성할 수도 있다.
다층으로 구성할 경우에는 상기 양극전극인 제 1 전극(124)과 근접한 부분에 홀 수송층(HTL : Hole Transporting Layer)(126c)을 구성하고, 홀 수송층(126c)의 상부에 주 발광층(126a)을 구성하고, 주 발광층의 상부에 전자 수송층(ETL : Electron Transporting Layer)(126b)을 구성한다.
연속하여, 상기 발광층의 상부에 제 2 전극(128)을 증착하는 공정을 진행하며, 제 2 전극(128)을 형성하는 물질은 알루미늄(Al)과 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg)중 선택된 하나로 형성하거나 리튬플루오린/알루미늄(LIF/Al)의 이중 금속층으로 형성할 수 있다.
다음으로, 도 5d에 도시한 바와 같이, 전술한 바와 같이 박막 트랜지스터 어레이부(C)와 유기 발광층(E)이 구성된 기판의 둘레에는 서로 이격하여 제 1 실런트 패턴(130)과 제 2 실런트 패턴(132)을 형성한다.
상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴(130,132)의 이격된 공간에는 앞서 설명한 바와 같은 방법으로 흡습제(134)를 구성한다.
전술한 바와 같은 제조방번을 통해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 제작할 수 있다.
이하, 제 2 실시예를 통해 변형예를 설명한다.
-- 제 2 실시예 --
본 발명의 제 2 실시예는 박막트랜지스터 어레이부와 유기 발광부의 별도의 기판으로 구성하고, 두 기판을 제 1 실시예에서 설명한 실런트 패턴으로 합착하는 것을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 제 1 실시예에서 설명한 본 발명에 따른 박막트랜지스터(T) 어레이부가 구성된 제 1 기판(250)과, 홀 주입전극인 제 1 전극(302)과 발광층(308)과 전자 주입전극인 제 2 전극(310)이 구성된 제 2 기판(300)을 서로 이격된 제 1 실런트(400)패턴과 제 2 실런트(500)패턴을 통해 합착함으로서 유기전계 발광소자(230)를 제작한다. 기판의 안쪽으로 구성된 제 1 실런트 패턴(400)은 랜덤하게 오픈부(미도시)를 구성한다.
이때, 상기 제 1 실런트 패턴(400)와 제 2 실런트 패턴(500)의 이격된 공간에는 상기 제 1 실시예에서 설면한 방법으로 흡습제(600)를 구성한다.
상기 박막트랜지스터(T)에 연결된 연결전극(240)은 상기 제 1 기판(250)과 제 2 기판(300)을 합착하는 공정 중 상기 제 2 전극(310)과 접촉하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조방법을 설명한다.
전술한 구성에서, 상기 박막트랜지스터 어레이부는 앞서 설명한 도 5a 내지 도 5d의 공정과 동일하므로 이를 생략한다.
단지, 상기 5c의 공정인 소스 및 드레인 전극을 형성한 후, 구동소자의 드레인 전극과 접촉하는 상기 연결전극(240)을 형성하는 공정이 진행되는 것이 제 1 실시예의 공정과는 다른점이다.
이하, 도 7a 내지 도 7c를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광부의 형성공정을 설명한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구성을 도시한 도면이다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(300)상에 저 제 1 전극(302)을 형성한다.
상기 제 1 전극(302)은 유기 발광층(미도시)에 홀(hole)을 주입하는 홀 주입 전극으로 주로 투명하며 일 함수(work function)가 높은 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 증착하여 형성한다.
다음으로, 도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 전극(302)의 상부에 상기 각 화소 영역(P)에 대응하여 위치하고 적(R), 녹(G), 청색(B)의 빛을 발광하는 유기 발광층(304)을 형성한다.
이때, 상기 유기 발광층(308)은 단층 또는 다층으로 구성할 수 있으며, 상기 유기막이 다층으로 구성될 경우에는, 주발광층(308a)에 홀 수송층(Hole Transporting Layer)(308c)과 전자 수송층(Electron Transporting Layer : ETL)(308b)을 더욱 구성한다.
다음으로, 도 7c에 도시한 바와 같이, 상기 발광층(304)의 상부에 제 2 전극(310)을 증착하는 공정을 진행한다.
상기 제 2 전극(310)은 각 화소영역(P)에 대응하여 위치하며, 서로 독립되도록 구성한다.
상기 제 2 전극(310)을 형성하는 물질은 알루미늄(Al)과 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg)중 선택된 하나로 형성하거나 리튬플루오린/알루미늄(LIF/Al)의 이중 금속층으로 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이 형성된 발광부와, 앞서 연결전극이 형성된 박막트랜지스터 어레이부를 합착함으로 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 제작할 수 있다.
전술한 바와 같이 제작된 박막트랜지스터 어레이부와 발광부가 구성된 기판을 합착하여 도 6에 도시한 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 상부 발광형 유기전계 발광소자를 제작할 수 있다.
본 발명에 따른 유기전계 발광소자는 아래와 같은 효과가 있다.
첫째, 실런트 패턴 사이에 흡습제를 구성함으로서, 유기전계 발광소자의 두께를 줄일 수 있어 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 흡습제를 장착하기 위해 기판을 식각하는 공정을 생략할 수 있으므로 공정단축으로 인한 수율을 개선하는 효과가 있다.
셋째. 이중 플레이트 구조에서는 상부 발광형이므로 하부 어레이패턴의 형상에 영향을 받지 않아 개구율을 확보할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 발광부를 박막트랜지스터 어레이패턴의 상부에 구성하지 않고 별도로 구성하기 때문에, 유기전계 발광층을 형성하는 공정 중 상기 박막트랜지스터에 미칠 수 있는 영향들을 고려하지 않아도 되므로 수율을 향상하는 효과가 있다.

Claims (28)

  1. 다수의 화소가 정의된 제 1 기판과;
    상기 제 1 기판의 각 화소마다 구성되고, 게이트 전극과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 구동소자와 이에 연결된 스위칭소자와 ;
    상기 구동소자의 게이트 전극과 데이터 배선에 각각 연결된 게이트 배선과 데이터 배선과, 스위칭 소자의 소스 전극(또는 드레인 전극)에 연결된 전원배선과;
    상기 스위칭 소자의 드레인 전극(또는 소스전극)에 연결된 제 1 전극과;
    상기 제 1 전극의 상부에 구성된 유기 발광층과;
    상기 유기 발광층의 상부에 구성된 제 2 전극과;
    상기 제 1 기판의 외곽의 둘레에 소정 간격 이격된 제 1 실런트 패턴과 제 2 실런트 패턴과;
    상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴 사이에 구성된 흡습제와;
    상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴에 의해 제 2 기판과 합착된 제 2 기판
    을 포함하는 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 상기 발광층에 홀을 주입하는 양극 전극(anode electrode)이고, 제 2 전극은 상기 발광층에 전자를 주입하는 음극 전극(cathode electrode)인 유기전계 발광소자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 구성한 유기전계 발광소자.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg)을 포함하는 금속 중 선택된 하나로 구성한 유기전계 발광소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광층은 상기 제 1 전극에 근접하여 홀 수송층이 더욱 구성되고, 상기 제 2 전극에 근접하여 전자 수송층이 더욱 구성된 유기전계 발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 안쪽으로 구성된 제 1 실런트 패턴은 부분적으로 오픈(open)된 유기전계 발광소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡습제는 분말 형태 또는 겔(gel)타입인 유기전계 발광소자.
  8. 다수의 화소가 정의된 제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 단계와;
    상기 제 1 기판의 각 화소마다 게이트 전극과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 구동소자와 이에 연결된 스위칭소자를 형성하는 단계와 ;
    상기 구동소자의 게이트 전극과 데이터 배선에 각각 연결된 게이트 배선과 데이터 배선과, 스위칭 소자의 소스 전극(또는 드레인 전극)에 연결된 전원배선을 형성하는 단계와;
    상기 스위칭 소자의 드레인 전극(또는 소스전극)에 연결된 제 1 전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 전극의 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계와;
    상기 유기 발광층의 상부에 제 2 전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 기판의 외곽의 둘레에 소정 간격 이격된 제 1 실런트 패턴과 제 2 실런트 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴 사이에 흡습제를 구성하는 단계와;
    상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴이 형성된 제 1 기판에 제 2 기판을 합착하는 단계
    를 포함하는 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 상기 발광층에 홀을 주입하는 양극 전극(anode electrode)이고, 제 2 전극은 상기 발광층에 전자를 주입하는 음극 전극(cathode electrode)인 유기전계 발광소자 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 형성한 유기전계 발광소자 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg)을 포함하는 금속 중 선택된 하나로 형성한 유기전계 발광소자 제조방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 발광층은 상기 제 1 전극에 근접하여 홀 수송층을 형성하고, 상기 제 2 전극에 근접하여 전자 수송층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 유기전계 발광소자 제조방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판의 안쪽으로 구성된 제 1 실런트 패턴은 부분적으로 오픈(open)하는 단계를 더욱 포함하는 유기전계 발광소자 제조방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 흡습제는 분말 형태 또는 겔(gel)타입인 유기전계 발광소자 제조방법.
  15. 다수의 화소가 정의된 제 1 , 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판의 각 화소마다 구성되고, 게이트 전극과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 구동소자와 이에 연결된 스위칭소자와 ;
    상기 구동소자의 게이트 전극과 데이터 배선에 각각 연결된 게이트 배선과 데이터 배선과, 스위칭 소자의 소스 전극(또는 드레인 전극)에 연결된 전원배선과;
    상기 스위칭 소자의 드레인 전극(또는 소스전극)과 접촉하는 연결전극과;
    상기 제 1 기판의 외곽의 둘레에 소정 간격 이격된 제 1 실런트 패턴과 제 2 실런트 패턴과;
    상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴 사이에 구성된 흡습제와;
    상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 접촉되는 제 2 기판의 전면에 구성된 제 1 전극과;
    상기 화소 마다 제 1 전극의 상부에 구성된 유기 발광층과;
    상기 유기 발광층의 상부에 구성되고, 상기 연결전극과 접촉하는 제 2 전극을 포함하는 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 상기 발광층에 홀을 주입하는 양극 전극(anode electrode)이고, 제 2 전극은 상기 발광층에 전자를 주입하는 음극 전극(cathode electrode)인 유기전계 발광소자.
  17. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 구성한 유기전계 발광소자.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg)을 포함하는 금속 중 선택된 하나로 구성한 유기전계 발광소자.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 발광층은 상기 제 1 전극에 근접하여 홀 수송층이 더욱 구성되고, 상기 제 2 전극에 근접하여 전자 수송층이 더욱 구성된 유기전계 발광소자.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판의 안쪽으로 구성된 제 1 실런트 패턴은 부분적으로 오픈(open)된 유기전계 발광소자.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 흡습제는 분말 형태 또는 겔(gel)타입인 유기전계 발광소자.
  22. 다수의 화소가 정의된 제 1 , 제 2 기판을 준비하는 단계와;
    상기 제 1 기판의 각 화소마다 게이트 전극과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 구동소자와 이에 연결된 스위칭소자를 형성하는 단계와 ;
    상기 구동소자의 게이트 전극과 데이터 배선에 각각 연결된 게이트 배선과 데이터 배선과, 스위칭 소자의 소스 전극(또는 드레인 전극)에 연결된 전원배선을 형성하는 단계와;
    상기 스위칭 소자의 드레인 전극(또는 소스전극)과 접촉하는 연결전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 기판의 외곽의 둘레에 소정 간격 이격된 제 1 실런트 패턴과 제 2 실런트 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴 사이에 구성된 흡습제를 구성하는 단계와;
    상기 제 1 기판의 제 2 전극과 상기 제 2 기판의 연결전극이 접촉하도록 , 상기 제 1 및 제 2 실런트 패턴을 이용하여 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 단계;
    를 포함하는 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자 제조방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 상기 발광층에 홀을 주입하는 양극 전극(anode electrode)이고, 제 2 전극은 상기 발광층에 전자를 주입하는 음극 전극(cathode electrode)인 유기전계 발광소자 제조방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 형성한 유기전계 발광소자 제조방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg)을 포함하는 금속 중 선택된 하나로 형성한 유기전계 발광소자 제조방법.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 발광층은 상기 제 1 전극에 근접하여 홀 수송층과 상기 제 2 전극에 근접하여 전자 수송층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 유기전계 발광소자 제조방법.
  27. 제 22 항에 있어서,
    상기 기판의 안쪽으로 구성된 제 1 실런트 패턴을 부분적으로 오픈하는 단계를 더욱 포함하는 유기전계 발광소자 제조방법.
  28. 제 22 항에 있어서,
    상기 흡습제는 분말 형태 또는 겔(gel)타입인 유기전계 발광소자 제조방법.
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