KR20070023454A - 유기전계발광표시장치 및 이에 구비되는유기박막트랜지스터 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 유기전계발광표시장치 및 이에 구비되는 유기박막트랜지스터가 개시된다. 상기 유기전계발광표시장치는 정공이 주입되는 제1 전극층, 전자가 주입되는 제2 전극층, 제1 전극층과 제2 전극층 사이에 적층된 것으로, 정공-전자의 재결합을 통해 발광이 이루어지는 유기박막층 및 적어도 제2 전극층 및 유기박막층을 밀봉하여 외기로부터 격리시키는 밀봉보호층을 포함하되, 밀봉보호층은 적어도 LaF3 막을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
개시된 유기전계발광표시장치에 의하면, 수분이나 산소 등 유해물질의 침투가 억제됨으로써 성능 저하가 방지되고, 봉지구조의 제거에 따른 제조원가의 절감과, 표시장치의 경량화 및 박형화가 가능한 유기전계발광표시장치가 제공될 수 있다.
또한, 개시된 유기박막트랜지스터에 의하면, 수분이나 산소의 차단막으로서 패시베이션이 형성됨으로써, 내부의 유기박막 구조가 보호되고, 불순물질에 의한 성능 저하가 방지된다.
Description
도 1은 종래 유기전계발광표시장치의 단면 구조를 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 단면 구조를 보인 단면도이다.
도 3은 LaF3의 수분 차단 능력을 확인하기 위한 실험 결과를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 단면 구조를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 유기박막트랜지스터의 단면 구조를 보인 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110,210,310 : 절연기판 120,220 : 유기발광소자
121,221 : 제1 전극층 122,222 : 유기박막층
123,223 : 정공 수송층 125,225 : 유기발광층
127,227 : 전자 수송층 129,229 : 제2 전극층
130,230 : 밀봉보호층 231 : LaF3 막
235 : 인터레이어 311 : 게이트 전극
313 : 유기절연막 315 : 소스 전극
317 : 드레인 전극 320 : 유기반도체층
330 : 패시베이션층
본 발명은 유기전계발광표시장치 및 이에 구비되는 유기박막트랜지스터에 관한 것으로서, 보다 상세하게, 수분이나 산소 등 유해물질의 침투가 억제됨으로써 성능 저하가 방지되는 개선된 구조의 유기전계발광표시장치 및 이에 구비되는 유기박막트랜지스터에 관한 것이다.
도 1에는 종래기술에 의한 유기전계발광표시장치의 단면 구조가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 유리기판상에는 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 이루어져 정공을 주입하는 제1 전극층(21), 정공 수송층(23), 정공-전자의 재결합에 의해 발광되는 발광층(25), 전자 수송층(27), 및 전자를 주입하는 금속전극으로 제2 전극층(29)이 순차로 형성되어 있다. 상기 발광층(25)에서는 각각 제1 전극층(21) 및 제2 전극층(29)에서 주입된 정공 및 전자가 재결합되면서 광이 생성되는데, 이를 위해, 제1 전극층(21)은 일함수가 큰 재료로, 제2 전극층(29)은 일함수가 작은 금속 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제2 전극층(29)은 활성이 높고 화학적으로 불안정한 특성을 가지므로, 외기의 수분이나 산소 등과 쉽게 반응하여 산화되거나 부 식되기 쉽다. 발광층(25)을 포함하는 유기박막층(22)도 수분이나 산소가 침투될 경우, 구조 변화에 따라 발광 특성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 종래에는 유기박막층(22) 및 제2 전극층(29)을 외기로부터 격리시키기 위하여, 이들을 금속이나 플라스틱 소재로 된 캡핑부재(30)로 봉지하고 외부로부터 유해물질이 침투되지 못하게 한다. 이 캡핑부재(30)는 접착제(35, 예를 들어, UV adhesive) 의해 제1 전극층(21) 상에 봉착되고, 캡핑부재(30)에 의해 제공된 공간 내에는 흡습제(40)가 배치되는데, 보다 구체적으로, 캡핑부재(30)의 상측에 인입부를 마련하고 여기에 흡습제(40)를 삽입한 후, 기공이 형성된 테이프(45)를 이용하여 흡습제(40)를 고정한다.
그런데, 앞서 설명된 바와 같이, 산소나 수분 등 외기를 차단하는 보호막으로서 캡핑부재(30)는 전체 표시장치의 중량 및 부피에 부담을 주고, 결국, 표시장치의 경박단소화에 한계요인으로 작용하게 된다. 또한, 캡핑부재(30)의 부착이나 흡습제(40)의 장착 등에는 다수의 작업 공수가 요구되므로, 생산수율이 저하되고 공정시간이 지연됨은 물론, 이들 부수적 구성요소는 그 불량에 따라 제품의 신뢰도에 악영향을 주게 된다.
한편, 유기전계발광표시장치나 액정표시장치 또는 무기전계발광표시장치 등 평판표시장치는 그 구동방식에 따라, 수동구동형 평판표시장치와, 능동구동형 평판표시장치로 구분되는데, 상기 능동구동형 평판표시장치는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)를 이용해 각 화소 당 입력되는 신호를 제어하는 것으로 방대한 양의 신호를 처리하기에 적합하여 동영상을 구현하기 위한 표시장치로서 많이 사용되고 있다. 그 중, 유기물을 반도체 활성층으로 사용하는 유기박막트랜지스터에 있어, 외기의 산소나 수분 등이 박막 구조 내부로 침투할 경우에는 유기박막트랜지스터의 막 구조와 반응함으로써 그 성능이 저하되는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점 및 그 밖의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 산소나 수분 등과 같은 불순물의 침입이 방지됨으로써 시간의 경과에 따른 성능 저하가 방지되는 유기전계발광표시장치 및 이에 구비된 유기박막트랜지스터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 구조가 단순화됨으로써 제조 공정의 단축 및 제조비용의 절감이 가능한 유기전계발광표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 유기전계발광표시장치는,
정공이 주입되는 제1 전극층;
전자가 주입되는 제2 전극층;
상기 제1 전극층과 제2 전극층 사이에 적층된 것으로, 정공-전자의 재결합을 통해 발광이 이루어지는 유기박막층; 및
적어도 상기 제2 전극층 및 유기박막층을 밀봉하여 외기로부터 격리시키는 밀봉보호층;을 포함하되,
상기 밀봉보호층은 적어도 LaF3 막을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한 다.
상기 유기전계발광표시장치는 지지구조로서의 절연기판을 더 구비하고,
상기 절연기판상에는 상기 제1 전극층, 유기박막층, 및 제2 전극층이 순차로 적층되며,
상기 밀봉보호층은 상기 유기박막층 및 제2 전극층의 측면에서 상기 제2 전극층의 상면에 이르는 외측 영역을 둘러싸서 밀봉하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 밀봉보호층은 상기 LaF3 막의 단층 구조나, LaF3 막과 함께 유기막 또는 무기막을 포함하는 적어도 2층 이상의 다층 구조, 또는 LaF3 막과 함께 유기막 및 무기막을 포함하는 적어도 3층 이상의 다층 구조로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 무기막은 실리콘의 질화물 또는 산화물로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명에 있어, 상기 LaF3 막은 적어도 30nm 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 LaF3 막은 스퍼터링(Sputtering), 전자빔 증착(E-beam evaporation), 이온빔증착(ion beam deposition) 등의 물리증착법(PVD), 저압 화학증착법(LPCVD)이나 플라즈마 화학증착법(PECVD) 등의 화학증착법(CVD) 중에서 선택된 어느 하나의 성층 방법으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 유기박막트랜지스터는,
절연기판상에 형성된 게이트 전극, 상기 게이트 전극을 매립하는 유기절연막, 상기 유기절연막 상측에 형성된 소스 전극과 드레인 전극, 및 상기 소스 전극과 드레인 전극에 걸쳐 형성된 유기반도체층을 포함하는 유기박막트랜지스터에 있 어서,
상기 유기절연막의 상측 또는 상기 유기반도체층의 상측에는 적어도 LaF3 막을 포함하는 패시베이션층이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 패시베이션층은 상기 LaF3 막의 단일층이나, LaF3 막과 함께, 유기막 또는 무기막을 포함하는 적어도 2층 이상의 다층 구조, 또는 LaF3 막과 함께, 유기막 및 무기막을 포함하는 적어도 3층 이상의 다층 구조로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 무기막은 실리콘의 질화물 또는 산화물로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 패시베이션층은 상기 소스 전극-드레인 전극 및 상기 전극들 사이에 형성된 유기반도체층을 매립하도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 LaF3 막은 적어도 30nm 이상의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 LaF3 막은 이온빔증착(ion beam deposition) 등의 물리증착법(PVD) 또는 저압 화학증착법(LPCVD)이나 플라즈마 화학증착법(PECVD) 등의 화학증착법(CVD) 중에서 선택된 어느 하나의 성층 방법으로 형성될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기전계발광표시장치 및 이에 구비되는 유기박막트랜지스터에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 단면도가 도시되어 있다. 도시된 유기전계발광표시장치는 유리 또는 플라스틱 소재로 형성되어 지지체로 기능하는 절연기판(110) 및 상기 절연기판(110)상에 형성된 유기발광소자(120)를 포함한다. 상기 절연기판(110)으로서는 투명 또는 반투명의 유리 나, PET, 폴리카보네이트 등의 유연성을 갖는 플라스틱 판재가 사용될 수 있다.
상기 유기발광소자(120)는 전류의 흐름에 따라 적색, 녹색, 청색의 빛을 발광하여 소정의 화상정보를 표시하는 것으로, 정공을 주입하는 애노드 기능을 하는 제1 전극층(121), 전자를 주입하는 캐소드 기능을 하는 제2 전극층(129)과, 이들 제1 전극층(121)과 제2 전극층(129) 사이에 배치되어 발광 영역을 갖는 유기박막층(122)을 포함하여 구성된다. 상기 제1 전극층(121)은 일함수가 큰 물질로 형성되는 것이 바람직한데, 예를 들어, 투명전극재질인 인듐-주석의 산화물인 ITO(Indium-Tin Oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
제1 전극층(121) 상에 형성된 유기박막층(122)은 저분자 또는 고분자 유기막으로 이루어질 수 있는데, 저분자 유기막을 사용하는 경우에는 정공 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 유기 발광층(EML: Emission Layer), 전자 수송층(EIL: Electron Injection Layer), 전자 주입층(ETL: Electron Transport Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있으며, 도 2에 도시된 유기박막층(122)은 정공 수송층(123), 유기발광층(125), 및 전자 수송층(127)을 포함하는 구조로 이루어진다. 한편, 고분자 유기막의 경우에는 대개 홀 수송층(HTL) 및 발광층(EML)으로 구비된 구조를 가질 수 있다. 유기박막층의 구조는 이에 제한되지 않고, 유기발광층의 단층 구조로 이루어지거나, 정공 수송층 및 유기발광층의 2층 구조 또는 유기발광층 및 전자 수송층의 2 층 구조로 이루어질 수도 있다. 캐소드 전극인 제2 전극층(129)은 일함수가 적은 금속소재로 형성되는 것이 바람직한데, 예를 들어, Mg/Ag, Mg, Al 또는 이들의 합 금을 증착하여 형성될 수 있다.
이렇게 구성된 유기발광소자(120)에 대해 제1 전극층(121) 및 제2 전극층(129)이 각각 양극과 음극으로 바이어스되게 전압을 인가하면, 제1 전극층(121)에서 주입된 정공과 제2 전극층(129)에서 주입된 전자가 유기발광층(125)에서 재결합되고, 이 재결합과정에서 여기 상태에서 바닥 상태로 에너지 준위가 낮아지면서 그 에너지 차이에 해당되는 특정 파장의 빛이 발광된다.
상기 유기발광소자(122)의 소정 영역을 둘러싸도록 그 측면 및 상면에는 밀봉보호층(130)이 형성되는데, 보다 구체적으로, 이 밀봉보호층(130)은 제1 전극층(121) 상에 형성된 유기박막층(122) 및 제2 전극층(129)을 외기로부터 격리하여, 이들이 보호한다. 상기 밀봉보호층(130)은 유기발광소자(120)의 외면을 따라 LaF3가 소정의 막 두께로 증착되어 형성될 수 있다. LaF3는 수분에 용해되지 않는 특성이 있으며, 수분이나 산소와 같은 불순물의 침투를 방지하여, 내부의 유기발광소자(120)와 반응하는 것을 차단하고, 유기발광소자(120)의 수분 및 산소에 대한 저항성을 향상시킨다.
한편, 동 도면에서 제1 전극층(121)의 가장자리 영역은 밀봉보호층(130) 외측으로 노출되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 밀봉보호층(130)이 제1 전극층(121)을 포함하는 유기발광소자(120) 전체를 둘러싸서 밀봉하는 구조에 대해서도 동일하게 적용이 가능하다.
도 3에는 본 발명의 주요 구성이 되는 LaF3 막의 수분 차단 성능을 확인하기 위한 실험결과가 도시되어 있다. 도시된 것은 근적외선 흡수 분광(FT-IR, fourier transform infrared spectroscopy)의 측정 결과로서, 근적외선 흡수 분광은 분석 대상이 되는 시료에 대해 서로 다른 파장의 적외선을 조사하고, 흡수 피크를 검출함으로써, 특정 물질의 존재 여부를 검출하는 것이다.
본 실험에서는 실리콘 기판상에 500nm 두께로 MgO 막을 형성하고, MgO 막 상에 수분 차단막으로서 LaF3 막을 형성한 후, 근적외선 흡수 분광을 통해 MgO 막의 흡습 정도를 분석하였다. MgO는 수분에 취약한 물질로서 수분과 반응하여 Mg(OH)2를 형성하게 되는데, 그 위에 LaF3 막을 형성함으로써 MgO 막과 수분의 반응을 차단하게 된다.
도 3에는 LaF3 막이 형성되지 않은 경우(conventional MgO)와, 각각 LaF3의 막두께가 5nm, 15nm, 30nm일 때(LaF3 coated MgO)의 투과율 프로파일이 도시되어 있다. LaF3 막이 형성되지 않은 경우, 대략 3700cm-1의 파수(wavenumber, cm-1)에서 투과율이 급격히 저하되는 이른바 흡수 피크가 관찰되는데, 이러한 흡수 피크는 OH 기의 고유 진동 모드에 의한 것으로, 흡수 피크로부터 MgO 막이 수분과 반응하였음을 알 수 있다. 흡수 피크는 LaF3의 막두께가 증가됨에 따라 점차 감소되고, 막두께가 30nm일 때는 흡수 피크가 검출되지 않는다. 이는 LaF3 막이 수분을 완전히 차단할 정도의 후막으로 형성되었음을 의마하는 것이며, 이러한 실험 결과는 LaF3 막두께의 바람직한 기준을 제공한다. 차단막으로서의 LaF3 막은 적어도 30nm 이상으로 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 50nm 내지 1000nm 정도로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 단면도이다. 도시된 발광표시장치는 절연기판(210)상에 형성된 유기발광소자(220) 및 상기 유기발광소자(220)를 둘러싸면서 이를 밀봉하는 밀봉보호층(230)을 포함하고, 상기 유기발광소자(220)는 정공이 주입되는 제1 전극층(221), 전자가 주입되는 제2 전극층(229), 및 상기 전극층들(221,229) 사이에서 주입된 정공 및 전자가 재결합되면서 발광 작용이 이루어지는 유기박막층(222)을 포함한다.
본 실시예에 있어, 상기 밀봉보호층(230)은 LaF3 막을 포함하여 서로 다른 2종 이상의 층으로 이루어지는 적층 구조를 갖는다. 구체적으로, 도 4에 도시된 밀봉보호층(230)은 내측의 인터레이어(interlayer, 235) 및 외측의 LaF3 막(231)을 포함한다. LaF3 막(231)은 제1 실시예에서 설명된 바와 동일하게, 외부로부터 수분 및 산소의 침투를 차단함으로써, 유기발광소자(220)가 이들과 반응하여 부식되거나 산화되지 않도록 하고, 디스플레이 기능을 상실한 암점(dark spot)의 형성을 방지한다.
상기 인터레이어(235)는 발광작용을 하는 유기발광소자(220) 및 보호막 기능을 하는 LaF3 막(231)의 사이에 형성되어 상호 부착성을 향상시킨다. 즉, LaF3 막(231)이 유기발광소자(220) 상에 직접 도포될 경우, LaF3와 유기발광소자의 물성 차이로 인해 LaF3 막이 유기발광소자의 외면을 따라 밀착되지 못하고, 양자 사이에 갭(gap)이 형성될 수 있다. 이러한 도포불량을 방지하기 위해 형성된 인터레이어(235)는 유기막 또는 무기막으로 형성될 수 있는데, LaF3와의 소재 특성이 유사하고 친밀성이 좋은 소재로 선택되는 것이 바람직할 것이다.
여기서, LaF3 막(231)과 함께 적층되는 무기막으로서는 실리콘(silicon)의 산화물이나 질화물이 사용될 수 있는데, 예를 들어, SiO2, SiN 등이 사용될 수 있다. 한편, LaF3 막(231)과 함께 적층되는 유기막으로는, 고분자 유기막이나 저분자 유기막이 사용될 수 있는데, 예를 들어, Polythiophene(PTh), Polyfluorene(PF), Polyarylenevinylene(PAV)등의 고분자 유기물이나 이들의 유도체 또는, CUPc(구리(II)프탈로시아닌(Copper(II) pthalocyanine)), Alq3(트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄(tris(8-quinolinolato)aluminum) 등의 저분자 유기물이나 이들의 유도체 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 산소 및 수분 등 외기의 침투를 방지하기 위해서는 LaF3 막(231)이 소정의 두께 이상 후막으로 형성되는 것이 바람직한데, 공정 특성이나 LaF3의 소재 특성상 일 회의 공정으로 후막을 형성하기 어려울 수 있다. 이러한 문제점은 적층 구조의 밀봉보호층을 형성함으로써 용이하게 해결될 수 있는데, 즉, LaF3 막 사이에 밀착성이 좋은 인터레이어를 개재함으로써, 필요로 하는 두께의 밀봉보호층을 얻을 수 있다.
본 실시예를 포함한 본 발명의 밀봉보호층은 기본적으로 LaF3 막을 포함하고, 이 LaF3 막과 함께 유기막 또는 무기막이 적층된 구조이거나, LaF3 막에 유기막과 무기막이 함께 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 밀봉보호층은 발광소자 상에 밀착된 인터레이어(235, 유기막 또는 무기막) 및 그 위의 LaF3 막(231)으로 이루어져 있으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 발광소자상에 유기막이 밀착 형성되고, 그 위에 LaF3 막 및 무기막이 순차로 형성된 구조이거나, 또는 발광소자 상에 무기막이 밀착 형성되고, 그 위에 LaF3 막 및 유기막이 순차로 형성된 구조 등 다양한 변형이 가능하다. 여기서, 필수 구성성분으로서의 LaF3는 외부로부터 수분 및 산소의 침투를 차단하는 기능을 한다는 점은 공통적이다. 상기 무기막은 전술한 실리콘(silicon)의 산화물이나 질화물이 사용될 수 있고, 상기 유기막은 전술한 고분자 유기막이나 저분자 유기막이 사용될 수 있다.
한편, LaF3 막은 이온빔증착(ion beam deposition) 등의 물리증착법(PVD) 또는 저압 화학증착법(LPCVD)이나 플라즈마 화학증착법(PECVD) 등의 화학증착법(CVD) 중에서 선택된 어느 하나의 성층 방법으로 형성될 수 있다. 공지의 성층 방법 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있는데, LaF3 막의 성막 조건을 최적화하기 위하여, 무기막이나 유기막을 먼저 형성하고, 그 위에 LaF3 막을 형성할 수 있다.
도 5에는 본 발명의 다른 측면에 따른 유기박막트랜지스터의 단면 구조가 도시되어 있다. 도시된 유기박막트랜지스터는 절연기판(310) 상의 소정 영역에 형성된 게이트 전극(311), 상기 게이트 전극(311)을 절연시키도록 이를 매립하는 유기절연막(313), 상기 유기절연막(313) 상에 형성된 소스 전극(315) 및 드레인 전극(317), 상기 소스 전극(315)과 드레인 전극(317)을 연결하도록 유기절연막(313) 상에 형성된 유기반도체층(320), 및 상기 유기반도체층(320) 상에 형성되어 보호막으로 기능하는 패시베이션층(330)을 포함한다.
상기 유기박막트랜지스터가 형성되는 절연기판(310)은 유기박막 구조의 지지체로서 유리 소재, 실리콘 소재 또는 가요성의 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 상기 절연기판(310) 상의 형성된 게이트 전극(311)은 통상적인 금속 전극소재로 형성될 수 있는데, 구체적으로, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 이들의 합금으로된 도전막으로 구성될 수 있으며, 전극소재를 절연기판(310) 상의 소정 영역에 진공 증착함으로써 게이트 전극(311)이 형성될 수 있다. 또한, 절연기판(310) 상에는 상기 게이트 전극(311)을 매립하여 절연시키는 유기절연막(313)이 형성되는데, 유기절연막(313)으로서는 폴리이미드(polyimide), BCB(benzocyclobutene), 포토아크릴(photoacryl) 등이 사용될 수 있다.
상기 유기절연막(313) 상의 소정 영역에는 소스 전극(315) 및 드레인 전극(317)이 형성되는데, 이들 전극(315,317)은 유기절연막(313) 상에 소정 패턴으로 진공증착된 도전막으로 구성될 수 있으며, 게이트 전극(311)과 유사하게 전술한 통상적인 금속 전극소재로 형성될 수 있다. 유기절연막(313) 상이면서 소스 전극(315) 및 드레인 전극(317) 사이에는 양 전극(315,317)의 도전통로를 형성하는 유기반도체층(320)이 형성된다. 유기반도체층(320)으로서는 통상적으로 사용되는 물질을 사용할 수 있으며, 구체적으로, 펜타센(pentacene), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리아닐린(polyaniline) 또는 이들의 유도체 등이 사용될 수 있다.
상기 패시베이션층은 내측의 박막들을 덮어 이들을 밀봉함으로써, 금속소재의 전극들이 산화되거나 부식되는 것을 방지하고, 유기물층이 산소나 수분과 반응하여 특성이 열화되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이러한 패시베이션층(330)은 소스 전극-드레인 전극(315,317) 상에서 유기반도체층(320) 상에 이르는 상부영역에 LaF3가 소정의 막 두께로 증착되어 형성될 수 있다. LaF3는 수분에 용해되지 않는 특성이 있으며, 수분이나 산소와 같은 불순물의 침투를 방지하여, 내부의 박막들과 반응하는 것을 차단하고, 유기박막트랜지스터의 내구성을 향상시킨다.
본 실시예를 포함한 본 발명의 패시베이션층(330)은 기본적으로 LaF3 막을 포함하는데, 도 5에 도시된 바와 같이 LaF3 막의 단층 구조를 갖거나, 또는 LaF3 막과 함께 유기막 및/또는 무기막이 함께 적층된 다층 구조로 구성될 수 있다. 여기서, 패시베이션이 다층 구조로 형성되는 경우에는, LaF3 막의 상측이나 하측에 유기막 또는 무기막이 선택적으로 적층되거나, LaF3 막의 상측이나 하측에 유기막과 무기막이 함께 적층될 수 있다. 예를 들어, 유기반도체층 상에 우선 소재 특성이 유사한 유기막이 밀착 형성되고, 그 위에 LaF3 막이 적층된 구조의 패시베이션이 형성될 수 있는데, 소재 특성이 친근한 유기물층이 서로 접촉됨으로써, 이들 사이의 밀착도가 향상될 수 있다. 한편, LaF3 막과 함께 패시베이션을 구성하는 이들 유기막이나 무기막은 앞서 밀봉보호층에서 설명된 것과 동일한 소재로 형성될 수 있는데, 즉, 무기막으로서는 SiO2, SiN 등의 실리콘(silicon)의 산화물이나 질화물이 사용될 수 있고, 유기막으로는, Polythiophene(PTh), Polyfluorene(PF), Polyarylenevinylene(PAV)등의 고분자 유기물이나, CUPc(구리(II)프탈로시아닌(Copper(II) pthalocyanine)), Alq3(트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄(tris(8-quinolinolato)aluminum) 등의 저분자 유기물이 사용될 수 있다.
앞서 설명된 도 3의 실험결과에 근거하여, 산소나 수분 등의 불순물질을 효과적으로 차단하기 위해, 본 발명의 패시베이션층은 적어도 30nm 이상의 두께로 형성될 수 있는데, 보다 구체적으로, 50nm 내지 1000nm 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 도 2에 도시된 실시예에서, 패시베이션층은 유기반도체층 상에 형성되 어 있으나, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않고, 외기와의 차단막으로서 LaF3 막을 포함하는 한, 패시베이션층은 유기박막 구조의 어디에도 배치될 수 있는데, 일례로, 유기절연막 상에 형성될 수도 있다.
본 발명의 유기전계발광표시장치 및 이에 구비되는 유기박막트랜지스터에 의하면, 수분이나 산소에 대한 저항성이 높은 LaF3 막으로 내부의 취약한 박막 구조를 밀봉함으로써, 실질적으로 표시 기능을 상실한 암점(dark spot)의 생성, 발광 휘도의 저하 등 성능저하가 방지된다.
특히 본 발명의 유기전계발광표시장치에 의하면, 종래 유기발광소자를 봉지하던 보호캡슐이 별도로 요구되고, 이의 봉착 공정 및 흡습제의 설치 공정 등에 공수가 소요됨으로써, 제조비용이 상승하는 원인이 되었으나, 본 발명에서는 이러한 추가 공정이 요구되지 않는바, 제조원가의 절감이 가능하다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
Claims (17)
- 정공이 주입되는 제1 전극층;전자가 주입되는 제2 전극층;상기 제1 전극층과 제2 전극층 사이에 적층된 것으로, 정공-전자의 재결합을 통해 발광이 이루어지는 유기박막층; 및적어도 상기 제2 전극층 및 유기박막층을 밀봉하여 외기로부터 격리시키는 밀봉보호층;을 포함하되,상기 밀봉보호층은 적어도 LaF3 막을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
- 제1항에 있어서,상기 유기전계발광표시장치는 지지구조로서의 절연기판을 더 구비하고,상기 절연기판상에는 상기 제1 전극층, 유기박막층, 및 제2 전극층이 순차로 적층되며,상기 밀봉보호층은 상기 유기박막층 및 제2 전극층의 측면에서 상기 제2 전극층의 상면으로 이어지는 외측 영역을 둘러싸서 밀봉하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
- 제1항에 있어서,상기 밀봉보호층은 상기 LaF3 막의 단층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
- 제1항에 있어서,상기 밀봉보호층은 상기 LaF3 막 및 유기막 또는 무기막을 포함하는 적어도 2층 이상의 다층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
- 제1항에 있어서,상기 밀봉보호층은 LaF3 막, 유기막 및 무기막을 포함하는 적어도 3층 이상의 다층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
- 제4항 또는 제5항에 있어서,상기 무기막은 실리콘의 질화물 또는 산화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
- 제1항에 있어서,상기 밀봉보호층은 상기 유기박막층 및 제2 전극층에 대해 밀착되게 형성된 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
- 제1항에 있어서,상기 LaF3 막은 적어도 30nm 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
- 제1항에 있어서,상기 LaF3 막은 이온빔증착(ion beam deposition)을 포함하는 물리증착법(PVD) 또는 저압 화학증착법(LPCVD)이나 플라즈마 화학증착법(PECVD)을 포함하는 화학증착법(CVD) 중에서 선택된 어느 하나의 성층 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
- 절연기판상에 형성된 게이트 전극, 상기 게이트 전극을 매립하는 유기절연막, 상기 유기절연막 상측에 형성된 소스 전극과 드레인 전극, 및 상기 소스 전극과 드레인 전극에 걸쳐 형성된 유기반도체층을 포함하는 유기박막트랜지스터에 있어서,상기 유기절연막의 상측 또는 상기 유기반도체층의 상측에는 적어도 LaF3 막을 포함하는 패시베이션층이 형성된 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 제10항에 있어서,상기 패시베이션층은 상기 LaF3 막의 단일층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 제10항에 있어서,상기 패시베이션층은 상기 LaF3 막 및 유기막 또는 무기막을 포함하는 적어도 2층 이상의 다층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 제10항에 있어서,상기 패시베이션층은 상기 LaF3 막, 유기막 및 무기막을 포함하는 적어도 3층 이상의 다층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 제12항 또는 제13항에 있어서,상기 무기막은 실리콘의 질화물 또는 산화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 제10항에 있어서,상기 패시베이션층은 상기 소스 전극-드레인 전극 및 상기 전극들 사이에 형성된 유기반도체층을 매립하도록 형성된 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 제10항에 있어서,상기 LaF3 막은 적어도 30nm 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
- 제10항에 있어서,상기 LaF3 막은 이온빔증착(ion beam deposition)을 포함하는 물리증착법(PVD) 또는 저압 화학증착법(LPCVD)이나 플라즈마 화학증착법(PECVD)을 포함하는 화학증착법(CVD) 중에서 선택된 어느 하나의 성층 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기박막트랜지스터.
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