KR20080062308A - Organic electroluminescence display device and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 유기 전계발광소자의 등가회로도.1 is an equivalent circuit diagram of an organic electroluminescent device.
도 2는 종래 기술에 의한 유기 전계발광소자의 단면도.2 is a cross-sectional view of an organic electroluminescent device according to the prior art.
도 3은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 유기 전계발광소자의 단면도.3 is a cross-sectional view of an organic electroluminescent device for explaining the problems of the prior art.
도 4는 본 발명에 의한 유기 전계발광소자의 단면도.4 is a cross-sectional view of an organic electroluminescent device according to the present invention.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 의한 유기 전계발광소자의 공정단면도.5A to 5E are cross-sectional views of an organic electroluminescent device according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings
111 : 기판 112a : 게이트 전극 111
114 : 액티브층 115a : 소스전극 114:
115b : 드레인 전극 116 : 보호막 115b: drain electrode 116: protective film
122 : 게이트 패드 125 : 데이터 패드 122: gate pad 125: data pad
132 : 더미패턴 135 : VDD패드 132: dummy pattern 135: VDD pad
141, 142, 143, 144 : 콘택전극 152 : 제 1 산화방지막 141, 142, 143, and 144,
155 : 제 2 산화방지막 159 : 포토레지스트 패턴 155: second antioxidant film 159: photoresist pattern
본 발명은 전계발광소자(Electroluminescence Display Device ; 이하, ELD라 함)에 관한 것으로 특히, 박막트랜지스터 어레이부와 유기전계 발광부가 별도의 기판에 구성된 상부 발광식 듀얼플레이트 구조로 제작된 유기 전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electroluminescent display device (hereinafter referred to as ELD), and more particularly, to an organic electroluminescent device manufactured by a top emission dual plate structure in which a thin film transistor array unit and an organic electroluminescent unit are formed on separate substrates; It relates to a manufacturing method.
최근들어, 평판표시장치에 대한 연구가 활발한데, 그 중에서 각광받고 있는 것으로 LCD(Liquid Crystal Displays), FED(Field Emission Displays), ELD(Electroluminescence Device), PDP(Plasma Display Panels) 등이 있다.In recent years, research on flat panel displays has been actively conducted. Among them, liquid crystal displays (LCDs), field emission displays (FEDs), electroluminescence devices (ELDs), and plasma display panels (PDPs) have been in the spotlight.
이 중, 현재 PCS(personal communication service)를 비롯한 개인 정보 단말기, 노트북, TV 등의 경우 액정표시소자가 널리 사용되고 있으나 시야각이 좁고 응답속도가 느리다는 문제 때문에, 자발광의 유기 전계발광소자가 주목받고 있다.Among them, liquid crystal display devices are widely used in personal information terminals, laptops, and TVs, including personal communication service (PCS). However, due to the problem that the viewing angle is narrow and the response speed is slow, self-luminous organic electroluminescent devices are attracting attention. have.
유기 전계발광소자는 유기발광층 양단에 형성된 음극 및 양극에 전계를 가하여 유기발광층 내에 전자와 정공을 주입 및 전달시켜 서로 결합하게 함으로써, 이때의 결합 에너지에 의해 발광되는 전계발광(EL;electroluminescence) 현상을 이용한 것이다. 즉, 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 여기상태(excite state)로부터 기저상태(ground state)로 떨어지면서 발광한다. The organic electroluminescent device applies an electric field to the cathode and the anode formed at both ends of the organic light emitting layer to inject and transfer electrons and holes in the organic light emitting layer to bond with each other, thereby preventing the electroluminescence (EL) phenomenon emitted by the binding energy at this time. It is used. That is, after electrons and holes are paired, light is emitted while falling from an excite state to a ground state.
이러한, 유기 전계발광소자는 응답속도가 빠르고 휘도가 우수하며 박막화로 인한 저전압 구동을 실현시킬 수 있을 뿐만 아니라, 가시영역의 모든 색상을 구현할 수 있어 현대인의 다양한 기호에 맞출 수 있는 장점이 있다. 또한, 플라스틱과 같이 휠 수 있는(flexible) 투명기판 위에도 소자를 형성할 수 있다. Such an organic electroluminescent device has an advantage of being able to adapt to various tastes of modern people because it can realize a low voltage driving due to thinning and fast response speed and excellent brightness. In addition, the device may be formed on a flexible transparent substrate such as plastic.
또한, 저전압에서 구동할 수 있고, 전력 소비가 비교적 적으며, 녹색, 적색, 청색의 3가지 색을 쉽게 구현할 수 있기 때문에 차세대 평판디스플레이에 적합한 소자이다.In addition, the device is suitable for the next-generation flat panel display because it can be driven at low voltage, has relatively low power consumption, and can easily realize three colors of green, red, and blue.
이하, 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본적인 구조 및 동작특성에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the basic structure and operation characteristics of the active matrix organic light emitting display device will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 유기 전계발광소자의 등가회로도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 유기 전계발광소자의 단면도이다.1 is an equivalent circuit diagram of an organic electroluminescent device, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an organic electroluminescent device according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 수직교차하는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선과, 상기 데이터 배선으로부터 일정간격 이격된 전력공급배선(power supply line, PSL)이 형성되어 있어, 하나의 서브픽셀 영역(SP)을 정의한다.As shown in FIG. 1, a vertically crossing gate line GL and a data line and a power supply line PSL spaced apart from the data line by a predetermined distance are formed to form one subpixel region ( SP).
상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에는 어드레싱 엘리먼트(addressing element)인 스위칭 박막트랜지스터(switching TFT, SwT)가 형성되어 있고, 이 스위칭 박막트랜지스터(SwT) 및 전력 공급배선과 연결되는 스토리지 캐패시터(CST)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 스토리지 커패시터(CST) 및 전력 공급배선 사이에는 전류원 엘리먼트(current source element)인 구동 박막트랜지스터(DrT)가 형성되어 있고, 상기 구동 박막트랜지스터(DrT)와 연결되는 유기전계발광 다이오드(Electroluminescent Diode, E)가 구성되어 있다.A switching TFT (SwT), which is an addressing element, is formed at an intersection point of the gate wiring and the data wiring, and the switching thin film transistor SwT and the storage capacitor CST connected to the power supply wiring are formed. Is formed. A driving thin film transistor DrT, which is a current source element, is formed between the storage capacitor CST and the power supply wiring, and an organic light emitting diode connected to the driving thin film transistor DrT. , E).
이때, 상기 유기전계발광 다이오드(E)는 유기발광물질에 순방향으로 전류를 공급하면, 정공 제공층인 양극(anode electrode)과 전자 제공층인 음극(cathode electrode)간의 P(positive)-N(negative) 접합(Junction)부분을 통해 전자와 정공 이 이동하면서 서로 재결합하여, 상기 전자와 정공이 떨어져 있을 때보다 작은 에너지를 가지게 되므로, 이때 발생하는 에너지 차로 인해 빛을 방출하는 원리를 이용하는 것이다.In this case, when the organic light emitting diode (E) supplies current to the organic light emitting material in a forward direction, P (positive) -N (negative) between an anode electrode, which is a hole providing layer, and a cathode electrode, which is an electron providing layer, is applied. Since the electrons and holes are recombined with each other through the junction, the electrons and holes have less energy than when the electrons and holes are separated from each other.
이러한 유기전계발광 소자는 어레이 소자와 유기전계발광 다이오드가 동일 기판 상에 적층된 구조의 유기전계발광 소자는 어레이 소자 및 유기전계발광 다이오드가 형성된 기판과 별도의 인캡슐레이션용 기판의 합착을 통해 소자를 제작하게 되는데 이 경우, 어레이 소자의 수율과 유기전계발광 다이오드의 수율의 곱이 유기전계발광 소자의 수율을 결정하기 때문에 후반 공정에 해당되는 유기전계발광 다이오드 공정에 의해 전체 공정 수율이 크게 제한되는 문제점이 있다.Such an organic light emitting diode has a structure in which an array device and an organic light emitting diode are stacked on the same substrate, and the organic light emitting diode is formed by bonding an array element and a substrate on which the organic light emitting diode is formed and a separate encapsulation substrate. In this case, since the product of the yield of the array device and the yield of the organic light emitting diode determines the yield of the organic light emitting device, the overall process yield is greatly limited by the organic light emitting diode process, which is a late process. There is this.
따라서 이러한 문제점을 해결하고자 어레이 소자 및 유기전계발광 다이오드를 서로 다른 기판에 형성하고, 상기 두 기판을 전기적으로 도통되도록 합착하여 구성한 듀얼패널 타입의 유기전계 발광 소자가 제안되었다.Therefore, in order to solve this problem, a dual panel type organic light emitting diode has been proposed, in which an array element and an organic light emitting diode are formed on different substrates, and the two substrates are electrically bonded to each other.
도 2는 종래의 어레이 소자와 유기전계발광 다이오드가 각각 서로 다른 기판에 구성된 듀얼패널 타입 유기전계 발광소자의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a dual panel type organic light emitting diode having a conventional array device and an organic light emitting diode disposed on different substrates.
유기전계 발광소자는 제 1 ,제 2 기판이 서로 대향되게 배치되어 있고, 화상을 표시하는 영역인 액티브영역과 그 외측의 비표시영역으로 구분된다. In the organic light emitting device, the first and second substrates are disposed to face each other, and are divided into an active area which is an area for displaying an image and a non-display area outside thereof.
구체적으로, 액티브 영역에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일렬로 배열된 게이트 배선(미도시)과, 상기 게이트 배선에 교차되며 서로 일정간격으로 이격되는 데이터 배선(미도시) 및 전력 공급선(미도시)과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차 지점에 구비되는 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와, 상기 게이트 배선 및 전력공급선의 교차 지점에 구비되는 구동 박막트랜지스터(Tp)가 형성되는데, 상기 스위칭 박막트랜지스터의 드레인 전극이 상기 구동 박막트랜지스터의 게이트 전극(12a)에 연결되고, 상기 구동 박막트랜지스터(TD)의 소스 전극(15a)은 상기 전력공급선과 콘택홀을 통해 연결되고, 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극(15b)이 화소전극(41)과 일체형으로 형성된다. Specifically, as shown in FIG. 2, gate lines (not shown) arranged in a line, data lines (not shown) and power supply lines (not shown) intersecting the gate lines and spaced apart from each other at a predetermined interval are illustrated in the active region. And a switching thin film transistor (not shown) provided at the intersection of the gate wiring and the data wiring, and a driving thin film transistor Tp provided at the intersection of the gate wiring and the power supply line. The drain electrode of the transistor is connected to the
상기 게이트 배선, 데이터 배선 및 전력공급선에 의해 하나의 서브-픽셀이 정의되고, 이러한 서브-픽셀 내부에 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터가 하나씩 구비된다.One sub-pixel is defined by the gate wiring, the data wiring, and the power supply line, and a switching thin film transistor and a driving thin film transistor are provided in the sub-pixel.
그리고, 패드부 영역에는 상기 게이트 배선(12)에서 연장 형성되는 게이트 패드(22)와, 상기 데이터 배선(15)에서 연장 형성되는 데이터 패드(25)가 구비되는데, 상기 게이트 패드 및 데이터 패드 상부에는 이들을 각각 커버하는 제 1 ,제 2 산화방지막(51,52)이 각각 형성되어 있다. The pad portion region includes a
이때, 액티브 영역과 패드부 영역 사이에는 VDD 패드(35)가 더 구비되는데, 상기 VDD패드 상부에는 콘택전극(24)이 형성되어 제 2 기판의 제 1 전극과 상기 VDD패드를 서로 도통시킨다. In this case, a VDD
여기서, 액티브 영역의 화소전극(41)과, 패드부 영역의 제 1 ,제 2 산화방지막(52, 55)과, 액티브 영역과 패드부 영역 사이에 형성된 투명전극(75)은 ITO 등의 투명한 도전물질로 형성한다. Here, the
한편, 도시하지 않았으나, 제 2 기판 상부에는 투명한 정공 주입전극인 제 1 전극과, 서브 픽셀 경계부에 위치하는 격벽(separator)과, 상기 격벽 내 영역에서 상기 제 1 전극 상부에 형성되는 유기발광층과, 상기 유기발광층 상에 형성되는 전자 주입전극인 제 2 전극이 구비된다. Although not shown, a first electrode, which is a transparent hole injection electrode, a separator positioned at a subpixel boundary part, an organic light emitting layer formed on the first electrode in the region within the partition, A second electrode which is an electron injection electrode formed on the organic light emitting layer is provided.
상기 유기발광층(22)은 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러를 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 상기 각 화소마다 적, 녹, 청색을 발광하는 별도의 유기물질을 패턴하여 사용한다. 그리고, 상기 유기발광층은 단층 또는 다층으로 구성할 수 있으며, 다층으로 구성할 경우에는 상기 제 1 전극과 근접하여 정공 수송층을 더 구비하고, 상기 제 2 전극과 근접하여 전자 수송층을 더 구비한다. The organic
이러한 소자의 제 1 전극 및 제 2 전극에 전계를 인가하면 제 2 전극으로부터 전자가 유기발광층으로 주입되고, 제 1 전극으로부터 정공이 유기발광층으로 주입된다.When an electric field is applied to the first electrode and the second electrode of the device, electrons are injected into the organic light emitting layer from the second electrode, and holes are injected into the organic light emitting layer from the first electrode.
유기 발광층에 주입된 전자와 정공은 전계하에서 유기 발광층으로 이동하다가 서로 결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고, 엑시톤의 여기상태에 있던 전자가 기저상태로 천이되면서 가시광 영역의 빛을 내게 된다.The electrons and holes injected into the organic light emitting layer move to the organic light emitting layer under an electric field and combine with each other to form an exciton, and the electrons in the exciton excited state transition to the ground state to emit light in the visible region.
이 때, 제 2 기판에서 제 1 기판으로 전류의 흐름을 형성하기 위해서 제 1 기판의 패턴과 제 2 기판의 패턴을 서로 콘택시키는데, 두 패턴을 연결하기 위해서, 화소전극(41) 및 투명전극(75) 상에 투명한 도전물질보다 Mo 등의 저항이 낮은 금속물질로 콘택전극(24)을 별도로 형성한다.At this time, the pattern of the first substrate and the pattern of the second substrate are contacted with each other to form a flow of current from the second substrate to the first substrate. In order to connect the two patterns, the
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 유기 전계발광소자는 다음과 같은 문제점이 있다. However, the organic electroluminescent device according to the prior art as described above has the following problems.
즉, 제 1 기판과 제 2 기판의 패턴을 도통시키기 위해서 제 1 기판에 콘택전극을 형성하는데, 상기 콘택전극은 회절노광법을 적용한 포토식각공정으로 화소전극과 동시에 형성할 수 있다. That is, a contact electrode is formed on the first substrate so as to conduct a pattern between the first substrate and the second substrate. The contact electrode may be simultaneously formed with the pixel electrode by a photolithography process using a diffraction exposure method.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 보호막(16)이 형성된 기판 전면에 ITO 등의 투명한 도전물질을 증착하고 포토식각공정으로 패터닝하여 화소전극(41) 및 투명전극(75)과, 패드부 영역의 제 1 ,제 2 산화방지막(52, 55)을 패터닝한다. 이후, 상기 패턴들을 포함한 전면에 Mo 등의 금속물질을 증착하고 그 위에 포토식각공정으로 포토레지스트 패턴(59)을 형성한 뒤, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 상기 금속물질을 식각하여 상기 화소전극(41) 및 투명전극(75) 상에 동일한 패턴으로 콘택전극(24)을 형성한다. Specifically, as shown in FIG. 3, a transparent conductive material such as ITO is deposited on the entire surface of the substrate on which the
그러나, 콘택전극 형성을 위한 금속물질의 습식식각시 포토레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 부분은 금속이 식각되어 없어지게 되는데, 이때 에천트에 의해 투명한 도전물질로 형성되는 제 1 ,제 2 산화방지막이 손상받게 되어 막이 얇아지거나 또는 유실되는 문제점이 있었다. However, in the wet etching of the metal material for forming the contact electrode, the portion where the photoresist pattern is not formed is etched away from the metal, and the first and second antioxidant films formed of the transparent conductive material by the etchant are removed. There was a problem that the membrane is thinned or lost due to damage.
그리고 포토레지스트 패턴이 형성되어 있는 부분도 측면을 통해 에천트가 침투하여 화소전극 및 전원배선이 손상받는 문제점이 있었다. In addition, the portion where the photoresist pattern is formed also has a problem that the etchant penetrates through the side surface and damages the pixel electrode and the power wiring.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 콘택전극 패터닝시 콘택전극용 에천트에 의해 ITO가 데미지받는 것을 방지하기 위해 콘택전극을 먼저형성하고 리프트-오프 방법에 의해 ITO를 패터닝하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, in order to prevent the ITO from being damaged by the contact electrode etchant during contact electrode patterning, first forming the contact electrode and patterning the ITO by the lift-off method An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device and a method of manufacturing the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 유기 전계발광소자는 제 1 기판의 액티브 영역에 형성되어 서브-픽셀을 정의하는 게이트 배선, 데이터 배선 및 전력 공급선과, 상기 서브-픽셀 내부에 각각 형성되는 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와, 상기 구동 박막트랜지스터에 연결되는 제 1 콘택전극과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선으로부터 각각 연장되어 패드부 영역에 형성되는 게이트 패드 및 데이터 패드와, 상기 게이트 패드 상부에 차례로 적층되어 상기 게이트 패드에 콘택되는 제 2 콘택전극 및 제 1 산화방지막과, 상기 데이터 패드 상부에 차례로 적층되어 상기 데이터 패드에 콘택되는 제 3 콘택전극 및 제 2 산화방지막과, 상기 제 1 기판에 대향합착되는 제 2 기판 상에서 차례로 적층되는 제 1 전극, 유기발광층 및 제 2 전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. An organic electroluminescent device according to the present invention for achieving the above object is formed in the active region of the first substrate, respectively, the gate wiring, data wiring and power supply line defining a sub-pixel and formed inside the sub-pixel, respectively. A switching thin film transistor and a driving thin film transistor, a first contact electrode connected to the driving thin film transistor, a gate pad and a data pad extending from the gate wiring and the data wiring, respectively, and formed in a pad region, and an upper portion of the gate pad. A second contact electrode and a first antioxidant layer stacked on the data pad and sequentially contacted with the gate pad, a third contact electrode and a second antioxidant film stacked on the data pad and sequentially contacted with the data pad, and the first substrate. A first electrode, an organic light emitting layer, and a first layer that are sequentially stacked on a second substrate that is Characterized in that it comprises a two-electrode.
그리고, 또다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 유기 전계발광소자의 제조방법은 제 1 기판의 액티브 영역에 게이트 배선 및 게이트 절연막에 의해서 상기 게이트 배선으로부터 절연되는 데이터 배선 및 전력공급선을 형성하여 서브-픽셀을 정의하는 단계와, 상기 제 1 기판의 패드부 영역에 상기 게이트 배선으로부터 연장되는 게이트 패드 및 상기 데이터 배선으로부터 연장되는 데이터 패드를 형성하는 단계와, 상기 서브-픽셀 내부에 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 구동 박막트랜지스터를 포함한 전면에 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막 상에 금속물질을 증착하고 패터닝하여 상기 구동 박막트랜지스터, 게이트 패드, 데이터 패드에 각각 콘택되는 제 1 ,제 2 ,제 3 콘택전극 을 형성하는 단계와, 상기 제 2 ,제 3 콘택전극이 노출되도록 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴을 포함한 전면에 투명한 도전물질을 증착하고 상기 포토레지스트 패턴을 리프트-오프하여 상기 제 2 ,제 3 콘택전극을 커버하는 제 1 ,제 2 산화방지막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an organic light emitting display device, by forming a data line and a power supply line insulated from the gate line by a gate line and a gate insulating layer in an active region of the first substrate. Defining a pixel, forming a gate pad extending from the gate wiring and a data pad extending from the data wiring in a pad region of the first substrate, a switching thin film transistor inside the sub-pixel; Forming a driving thin film transistor, forming a protective film on the entire surface including the driving thin film transistor, depositing and patterning a metal material on the protective film to contact the driving thin film transistor, the gate pad, and the data pad, respectively. Forming a first, second, and third contact electrode; Forming a photoresist pattern to expose the second and third contact electrodes, depositing a transparent conductive material on the entire surface including the photoresist pattern, and lifting the photoresist pattern to lift off the second and third contacts. And forming a first and a second antioxidant film covering the electrode.
즉, AMOLED DOD에서 상/하판을 연결하는 콘택부분은 모두 금속물질로 형성한다. 대개 하부기판은 Mo를 이용하고 상부기판은 Al을 이용하여 중간에 콘택 스페이서(Contact spacer)가 연결역할을 하게 된다. 이 경우 회로가 붙는 부분에 부식방지를 위해ITO로 산화방지막을 형성하게 되는데 이 경우 Mo 패터닝을 위한 습식식각공정을 진행하게 되면 바로 하부층인 ITO가 손상받게 되어 ITO의 두께가 얇아지거나 심한 경우 산화방지막 자체의 유실이 발생할 수 있다.That is, the contact portions connecting the upper and lower plates in the AMOLED DOD are all made of a metal material. In general, the lower substrate uses Mo and the upper substrate uses Al, and a contact spacer serves as a connection in the middle. In this case, an oxide film is formed of ITO to prevent corrosion on the part where the circuit is attached.In this case, when the wet etching process for Mo patterning is performed, the lower layer of ITO is damaged and the thickness of ITO becomes thin or, in severe cases, an antioxidant film It may cause its own loss.
반대로 Mo를 먼저 형성하고 ITO를 나중에 형성하게 되면 액티브 영역의 Mo에 데미지를 주게되어 패널특성에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다. Conversely, if Mo is formed first and ITO is formed later, damage to Mo in the active region may adversely affect the panel characteristics.
따라서, 본발명은 액티브 영역에 Mo를 형성하고 ITO 산화방지막이 정상적으로 남을 수 있도록 콘택전극 형성과 ITO 산화방지막 형성에 서로 영향을 주지 않는 공정구조 적용을 통해 손상없는 ITO 산화방지막을 형성하고자 하는 것을 특징으로 한다. Accordingly, the present invention is intended to form an intact ITO antioxidant film by applying a process structure that does not affect the formation of the contact electrode and the ITO antioxidant film so that Mo is formed in the active region and the ITO antioxidant film remains normally. It is done.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 유기 전계발광소자 및 그 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an organic electroluminescent device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 유기 전계발광소자의 단면도이 고, 도 4는 본 발명에 의한 유기 전계발광소자의 단면도이며, 도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 의한 유기 전계발광소자의 공정단면도이다.3 is a cross-sectional view of an organic electroluminescent device for explaining problems of the prior art, FIG. 4 is a cross-sectional view of an organic electroluminescent device according to the present invention, and FIGS. 5a to 5e illustrate a process of an organic electroluminescent device according to the present invention. It is a cross section.
본 발명에 의한 유기 전계발광소자는 스위칭 박막트랜지스터(도시하지 않음) 및 구동 박막트랜지스터(Tp)가 구비된 박막트랜지스터 어레이부와, 제 1 전극, 유기발광층 및 제 2 전극이 차례로 적층 형성된 유기전계 발광부가 각각 제 1 ,제 2 기판 상에 형성되는 듀얼플레이트 구조로 제작되는 것을 특징으로 하는바, 상기 제 1 ,제 2 기판의 패턴을 도통시키기 위해서 콘택전극(141)을 사용한다. The organic electroluminescent device according to the present invention includes a thin film transistor array unit including a switching thin film transistor (not shown) and a driving thin film transistor (Tp), and an organic electroluminescent light formed by sequentially stacking a first electrode, an organic light emitting layer, and a second electrode. In addition, the dual plate structure is formed on the first and second substrates, respectively, the
유기 전계발광소자는 화상을 표시하는 영역인 액티브영역과 그 외측의 비표시영역으로 구분되는데, 상기 액티브 영역의 제 1 기판 상에는 일렬로 배열된 게이트 배선과, 상기 게이트 배선에 수직교차하며 서로 일정간격으로 이격되는 데이터 배선 및 전력 공급선에 의해서 서브-픽셀이 정의되는데, 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 스위칭 박막트랜지스터가 배치되고, 상기 게이트 배선과 전력 공급선의 교차 지점에 구동 박막트랜지스터(Tp)가 배치된다. The organic electroluminescent device is divided into an active area which is an area for displaying an image and a non-display area that is outside of the area, wherein the gate lines are arranged in a row on the first substrate of the active area, and are vertically intersected with the gate lines at regular intervals. The sub-pixel is defined by a data line and a power supply line spaced apart from each other. A switching thin film transistor is disposed at an intersection point of the gate line and a data line, and a driving thin film transistor Tp is disposed at an intersection point of the gate line and the power supply line. Is placed.
상기 구동 박막트랜지스터는, 도 4에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(112a), 액티브층(114), 소스전극(115a) 및 드레인 전극(115b)으로 구성되며, 스위칭 박막트랜지스터도 동일한 구성요소를 가진다. As shown in FIG. 4, the driving thin film transistor includes a
여기서, 상기 액티브층(114)이 비정질실리콘인 경우, 상기 구동 박막트랜지스터는 게이트 전극이 하부에 배치되는 버텀-게이트형 박막트랜지스터가 되며, 소스전극(115a) 및 드레인 전극(115b)은 액티브층의 양끝단에 각각 오버랩되고, 상기 소스영역과 드레인 영역 사이의 액티브층은 채널층이 된다. 이와같은 구성은 스위 칭 박막트랜지스터의 경우도 동일하다. Here, when the
상기 스위칭 박막트랜지스터는 상기 게이트 배선으로부터 분기된 게이트 전극과 상기 데이터 배선으로부터 분기된 소스/드레인 전극을 구성요소로 하며, 상기 구동 박막트랜지스터는 상기 게이트 배선과 동일층에 구비되고 상기 스위칭 박막트랜지스터의 드레인 전극에 연결되는 게이트 전극(112a)과 상기 전력 공급선과 연결된 소스 전극(115a)과 상기 제 1 콘택전극(141)에 연결되는 드레인 전극(115b)을 구성요소로 한다. 상기 구동 박막트랜지스터에 연결된 제 1 콘택전극(141)은 제 2 기판의 제 2 전극과 접촉된다. The switching thin film transistor includes a gate electrode branched from the gate line and a source / drain electrode branched from the data line, and the driving thin film transistor is provided on the same layer as the gate line and drains of the switching thin film transistor. The components include a
한편, 패드부 영역에는 상기 게이트 배선에서 연장 형성되어 외부로부터 주사신호를 전달하는 게이트 패드(122)와, 상기 데이터 배선에서 연장 형성되어 비디오 신호를 전달하는 데이터 패드(125)가 구비되는데, 상기 게이트 패드 및 데이터 패드 상부에는 이들을 각각 커버하는 제 1 ,제 2 산화방지막(151,152)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 패드와 제 1 산화방지막 사이에는 제 3 콘택전극(143)이 더 구비되어 있으며, 상기 데이터 패드와 제 2 산화방지막 사이에는 제 4 콘택전극(144)이 더 구비되어 있다.The pad portion region includes a
상기 제 1 산화방지막(151)은 상기 게이트 패드 상부의 보호층(116) 및 게이트 절연막(113)의 적층막을 선택적으로 제거한 부분에 증착되어 형성되고, 상기 제 2 산화방지막(152)은 상기 데이터 패드 상부의 보호층(116)을 선택적으로 제거한 부분에 증착되어 형성된다. The first antioxidant layer 151 is formed by depositing a portion of the
그리고, 상기 액티브 영역과 패드부 영역 사이에 씨일패턴이 형성되어 제 1 기판과 제 2 기판이 서로 대향합착된다. A seal pattern is formed between the active region and the pad portion region so that the first substrate and the second substrate are opposed to each other.
이때, 상기 액티브 영역과 씨일패턴이 형성되는 영역 사이에는 VDD패드가 더 구비되는데, 상기 VDD패드(135)는 외부구동회로로부터 전류를 인가받아 제 2 기판의 제 1 전극에 전달하는 역할을 한다. 상기 VDD패드 상부에는 보호막(116)을 관통하여 제 2 콘택전극(142)이 콘택되어 있고, 상기 VDD패드 하부에는 액티브 영역과의 단차불균일을 방지하기 위한 더미패턴(132)이 더 구비되어 있다. In this case, a VDD pad is further provided between the active region and the region in which the seal pattern is formed. The
이상에서, 상기 게이트 배선, 게이트 전극(112a), 게이트 패드(122) 및 더미패턴(132)이 서로 동일층에 구비되고, 상기 패턴들을 커버하기 위해서 게이트 절연막(113)이 형성된다. 다만, 게이트 패드가 형성되는 부분의 게이트 절연막은 제거된다. In the above description, the gate wiring, the
그리고, 상기 게이트 배선에 교차하여 서브픽셀을 정의하는 데이터 배선(115)과, 상기 데이터 배선에서 분기되는 소스전극(115a)과, 상기 소스전극으로부터 이격되며 상기 데이버 배선과 동일층에 구비되는 드레인 전극(115b)과, 상기 데이터 배선 끝단에 형성되는 데이터 패드(125)와, VDD 패드(135)가 동일층에 구비된다.And a data line 115 defining a subpixel crossing the gate line, a
또한, 액티브 영역에서 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극(115b)에 연결되는 제 1 콘택전극(141)과, 패드부 영역에서 게이트 패드 및 데이터 패드 상에 각각 형성되는 제 3 ,제 4 콘택전극(142, 143)과, 액티브 영역과 패드부 영역 사이에서 VDD 패드(135)에 연결되는 제 2 콘택전극(142)이 동일층에 구비된다. 상기 제 1 내지 제 4 콘택전극(141, 142, 143, 144)은 Mo 등의 저항이 낮은 금속물질로 형성된 다. In addition, the
상기 제 3 ,제 4 콘택전극 상에 형성된 제 1 ,제 2 산화방지막(152, 155)은 ITO 등의 투명한 도전물질로 형성되어 게이트 패드 및 데이터 패드의 부식을 방지한다. The first and second antioxidant layers 152 and 155 formed on the third and fourth contact electrodes are formed of a transparent conductive material such as ITO to prevent corrosion of the gate pad and the data pad.
한편, 도시하지는 않았으나, 제 2 기판 상에는 투명한 정공주입층인 제 1 전극이 형성되고, 그 위에는 각 서브-픽셀마다 독립적으로 구성된 유기발광층이 형성되며, 그 위에는 전자주입층인 제 2 전극이 적층되는데, 제 1 전극은 제 2 콘택전극을 매개로 하여 VDD배선(135)에 전기적으로 연결되고, 제 2 전극은 제 1 콘택전극을 매개로 하여 구동박막트랜지스터에 전기적으로 연결된다. Although not shown, a first electrode, which is a transparent hole injection layer, is formed on the second substrate, and an organic light emitting layer is formed on each sub-pixel independently, and a second electrode, which is an electron injection layer, is stacked thereon. The first electrode is electrically connected to the
이때, 상기 유기발광층은 상기 제 1 전극과 근접한 정공 수송층과, 각 서브-픽셀마다 특유의 빛을 발광하는 주 발광층과, 제 2 전극과 근접한 전자 수송층으로 이루어지며, 각 서브-픽셀마다 적, 녹, 청색을 발광하는 별도의 유기물질을 패턴함으로써 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러를 표현한다.In this case, the organic light emitting layer includes a hole transporting layer adjacent to the first electrode, a main light emitting layer emitting specific light for each sub-pixel, and an electron transporting layer adjacent to the second electrode, and red and green colors for each sub-pixel. By forming a separate organic material emitting blue, the color of red (R), green (G), and blue (B) is expressed.
이하, 첨부된 도 5a 내지 도 5e를 참고로 하여 유기 전계발광소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a method of manufacturing an organic electroluminescent device will be described with reference to FIGS. 5A to 5E.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 기판(111) 상에 투명하고 내열성이 우수한 기판(111) 상에 구리(Cu), 구리합금(Cu Alloy), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : Aluminum Neodymium), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, 크롬(Cr), 크롬 합금, 티타늄(Ti), 티타늄 합금, 은(Ag), 은 합금 등의 금속물질을 스퍼터링(sputtering) 방법으로 차례로 증착한 뒤, 노광마스크를 이용한 포토식각공정으 로 일괄 패터닝하여 액티브 영역에 게이트 배선(미도시)과, 구동 박막트랜지스터의 게이트 전극(112a)과, 패드부 영역에 게이트 패드(122)와, 액티브 영역과 패드부 영역 사이에 더미패턴(132)를 형성한다. 상기 더미패턴은 액티브 영역과의 단차 불균일을 방지하기 위한 것이다. First, as illustrated in FIG. 5A, copper (Cu), copper alloy (Cu Alloy), aluminum (Al), and aluminum alloy (AlNd: Aluminum) on the
이후, 상기 게이트 전극(112a)을 포함한 전면에 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기물질을 고온에서 증착하여 게이트 절연막(113)을 형성한다. Thereafter, an inorganic material such as silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiOx) is deposited on the entire surface including the
이어서, 상기 게이트 절연막(113) 위에 비정질 실리콘(amorphous silicon, a-Si)을 증착하고 이를 패터닝하여 액티브층(114)을 형성한다. Subsequently, amorphous silicon (a-Si) is deposited on the
다음, 상기 액티브층(114)을 포함한 전면에 비정질 실리콘(amorphous silicon, a-Si)에 불순물을 도핑한 n+a-Si을 증착하고 그 위에 구리(Cu), 구리합금(Cu Alloy), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : Aluminum Neodymium), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, 크롬(Cr), 크롬 합금, 티타늄(Ti), 티타늄 합금, 은(Ag), 은 합금 등의 금속물질을 증착한 뒤, 이를 동시에 식각하여 액티브 영역에 상기 게이트 배선에 수직교차하는 데이터 배선 및 전력공급선과, 상기 오믹콘택층(114a) 및 소스/드레인 전극(115a, 115b)을 형성하고, 패드부 영역에 데이터 패드(125)를 형성하며, 상기 액티브 영역과 패드부 영역 사이에 VDD패드(135)를 형성한다. Next, n + a-Si doped with impurities in amorphous silicon (a-Si) is deposited on the entire surface including the
이때, 상기 오믹콘택층은 반도체층과 소스/드레인 전극 사이의 콘택특성을 보완해주는 역할을 한다. 구동 박막트랜지스터와 스위칭 박막트랜지스터는 동일한 과정에 의해 형성한다.In this case, the ohmic contact layer serves to complement the contact characteristics between the semiconductor layer and the source / drain electrodes. The driving thin film transistor and the switching thin film transistor are formed by the same process.
이후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 소스/드레인 전극(115a, 115b)을 포함한 전면에 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물과 같은 무기절연물질을 증착하거나 또는 BCB(Benzocyclobutene), 아크릴계 수지(acryl resin) 등의 유기절연물질을 도포하여 보호막(118)을 형성한다. Thereafter, as illustrated in FIG. 5B, an inorganic insulating material such as silicon nitride or silicon oxide is deposited on the entire surface including the source /
이어서, 상기 드레인 전극(115b) 상의 보호막을 제거하여 제 1 콘택홀(118)을 형성하고, 상기 VDD패드(135) 상부의 보호막을 제거하여 제 2 콘택홀(119)을 형성하며, 상기 게이트 패드(122) 상의 게이트 절연막 및 보호막의 적층막을 제거하여 제 3 콘택홀(162)을 형성하고, 상기 데이터 패드(125) 상의 보호막을 제거하여 제 4 콘택홀(165)을 형성한다. Subsequently, the protective layer on the
이후, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(116) 상에 Mo 등의 금속물질을 증착하고 포토식각공정으로 패터닝하여 제 1 콘택홀(118)을 통해 드레인 전극에 콘택되는 제 1 콘택전극(141)과, 제 2 콘택홀(119)을 통해 VDD패드에 콘택되는 제 2 콘택전극(142)과, 제 3 콘택홀(162)을 통해 상기 게이트 패드에 콘택되는 제 3 콘택전극(143)과, 제 4 콘택홀(165)을 통해 상기 데이터 패드에 콘택되는 제 4 콘택전극(144)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 5C, a first contact electrode contacting the drain electrode through the
이어서, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 내지 제 4 콘택전극(141, 142, 143, 144)을 포함한 전면에 포토레지스트(Photo Resist)를 증착한 후, 상기 제 3 ,제 4 콘택전극(143, 144)이 노출되도록 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴(159)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 5D, photoresist is deposited on the entire surface including the first to
계속해서, 상기 포토레지스트 패턴(159)을 포함한 전면에 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO, ZnO 등의 투명한 도전물질(117a)을 일정한 두께로 증착하고, 상기 포토레지스트 패턴 하부에 스트리퍼를 침투시킨뒤 상기 포토레지스트 패턴을 리프트-오프(lift-off)시켜 투명한 도전물질을 패터닝한다. Subsequently, a transparent
이로써, 도 5e에 도시된 바와 같이, 제 3 ,제 4 콘택전극(143, 144)이 제 1 ,제 2 산화방지막(152, 155)에 의해 커버되어 콘택전극은 물론, 게이트 패드 및 데이터 패드가 부식되는 것을 방지해준다. As a result, as shown in FIG. 5E, the third and
이와같이, 본 발명은 금속물질을 패터닝하여 콘택전극을 먼저 형성하고, 리프트-오프법을 적용하여 제 1 ,제 2 산화방지막을 형성함으로써, 콘택전극 형성시 금속용 에천트에 의해 산화방지막이 손상받는 것을 방지할 수 있다. As described above, the present invention forms a contact electrode first by patterning a metal material, and then forms a first and a second antioxidant film by applying a lift-off method, thereby preventing the antioxidant film from being damaged by the metal etchant when forming the contact electrode. Can be prevented.
한편, 도시하지는 않았으나, 상기 제 1 기판에 대향합차되는 제 2 기판 상에는 투명한 정공주입층인 제 1 전극과, 각 서브-픽셀 마다 독립적으로 구성된 유기발광층과, 전자주입층인 제 2 전극을 차례로 형성하는데, 상기 유기발광층은 상기 제 1 전극과 근접한 정공 주입층 및 정공 수송층과, 각 서브-픽셀마다 특유의 빛을 발광하는 주 발광층과, 제 2 전극과 근접한 전자 주입층 및 전자 수송층으로 이루어지며, 각 서브-픽셀마다 적, 녹, 청색을 발광하는 별도의 유기물질을 패터닝함으로써 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러를 표현한다. Although not shown, on the second substrate opposed to the first substrate, a first electrode, which is a transparent hole injection layer, an organic light emitting layer independently configured for each sub-pixel, and a second electrode, which is an electron injection layer, are sequentially formed. The organic light emitting layer includes a hole injection layer and a hole transporting layer adjacent to the first electrode, a main light emitting layer emitting a specific light for each sub-pixel, an electron injection layer and an electron transporting layer adjacent to the second electrode, The color of red (R), green (G), and blue (B) is represented by patterning separate organic materials emitting red, green, and blue for each sub-pixel.
여기서, 상기 제 1 전극은 제 1 기판의 제 2 콘택전극을 통해 VDD패드에 연결되어 외부로부터 일정한 전류를 인가받고, 제 2 전극은 제 1 기판의 제 1 콘택전극을 통해 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극에 연결되어 일정한 전류를 인가받게 된다. Here, the first electrode is connected to the VDD pad through the second contact electrode of the first substrate to receive a constant current from the outside, and the second electrode is a drain electrode of the driving thin film transistor through the first contact electrode of the first substrate. It is connected to and receives a constant current.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, it is possible that various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.
상기와 같은 본 발명의 유기 전계발광소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.The organic electroluminescent device of the present invention as described above and a method of manufacturing the same have the following effects.
즉, 금속물질을 사용하여 콘택전극을 먼저 형성하고 이후 리프트-오프 방법에 의해 ITO를 패터닝하여 산화방지막을 형성함으로써 콘택전극 패터닝시 콘택전극용 에천트에 의해 ITO가 데미지받는 것을 방지할 수 있게 된다. That is, by forming a contact electrode first using a metal material and then patterning the ITO by a lift-off method to form an antioxidant film, it is possible to prevent the ITO from being damaged by the contact electrode etchant during patterning of the contact electrode. .
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