KR20100063292A - Top emission type organic electro-luminescence device and method for fabricating of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 상부 발광 방식 유기전계발광소자에 관한 것으로, 외부광을 차단할 수 있는 유기전계발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device having a top emission type, and to an organic light emitting device capable of blocking external light.
최근까지, CRT(cathode ray tube)가 표시장치로서 주로 사용되었다. 그러나, 최근에 CRT를 대신할 수 있는, 플라즈마표시장치(plasma display panel : PDP), 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD), 유기전계발광소자(organic electro-luminescence device : OLED)와 같은 평판표시장치가 널리 연구되며 사용되고 있는 추세이다.Until recently, cathode ray tubes (CRT) have been mainly used as display devices. However, in recent years, flat panel such as plasma display panel (PDP), liquid crystal display device (LCD), organic electro-luminescence device (OLED), which can replace CRT Display devices are widely researched and used.
위와 같은 평판표시장치 중에서, 유기전계발광소자(이하, OLED라 함)는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다. Among the flat panel display devices as described above, the organic light emitting display device (hereinafter referred to as OLED) is a self-light emitting device, and since the backlight used in the liquid crystal display device which is a non-light emitting device is not necessary, a light weight can be achieved.
그리고, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요 소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다. In addition, the viewing angle and contrast ratio are superior to the liquid crystal display device, and it is advantageous in terms of power consumption, it is possible to drive the DC low voltage, the response speed is fast, and the internal components are solid, so it is strong against external shock, and the operating temperature range is also high. It has a wide range of advantages.
특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다. In particular, since the manufacturing process is simple, there is an advantage that can reduce the production cost more than the conventional liquid crystal display device.
이러한 특성을 갖는 OLED는 크게 패시브 매트릭스 타입(passive matrix type)과 액티브 매트릭스 타입(active matrix type)으로 나뉘어 지는데, 패시브 매트릭스 타입은 신호선을 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하는 반면, 액티브 매트릭스 타입은 화소를 온/오프(on/off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터와 전류를 흘려보내주는 구동 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터에 한 프레임 동안 전압을 유지해 주는 캐패시터가 화소 별로 위치하도록 한다. OLEDs having these characteristics are largely divided into a passive matrix type and an active matrix type. The passive matrix type constitutes a device in a matrix form while crossing signal lines, whereas an active matrix type is a pixel. The thin film transistor, which is a switching element that turns on / off, and the driving thin film transistor which transmits current and the capacitor which maintains voltage for one frame are positioned per pixel.
최근, 패시브 매트릭스 타입은 해상도나 소비전력, 수명 등에 많은 제한적인 요소를 가지고 있어, 고해상도나 대화면을 구현할 수 있는 액티브 매트릭스 타입 OLED의 연구가 활발히 진행되고 있다. In recent years, the passive matrix type has many limited elements such as resolution, power consumption, and lifespan. Accordingly, active matrix type OLEDs capable of realizing high resolution and large screens have been actively studied.
또한, 이러한 OLED는 발광된 빛의 투과방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉘게 되는데, 하부 발광방식은 안정성 및 공정이 자유도가 높은 반면 개구율의 제한이 있어 고해상도 제품에 적용하기 어려운 문제점이 있다. In addition, the OLED is divided into a top emission type and a bottom emission type according to the direction of light emitted. The bottom emission type has a high degree of stability and a high degree of freedom in processing, and a limitation of an aperture ratio. There is a problem that is difficult to apply to high resolution products.
이에, 최근에는 고개구율 및 고해상도를 갖는 상부 발광방식에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. Therefore, in recent years, research on the top emission method having high opening ratio and high resolution has been actively conducted.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스 타입 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 도 면이며, OLED는 상부 발광방식이다. 1 is a diagram schematically showing a cross section of a general active matrix type OLED, and the OLED is a top emission type.
도시한 바와 같이, OLED(10)는 제 1 기판(1)과, 제 1 기판(1)과 마주하는 제 2 기판(2)으로 구성되며, 제 1 및 제 2 기판(1, 2)은 접착성을 갖는 보호층(5)을 통해 서로 이격되어 합착된다. As shown, the OLED 10 is composed of a
이를 좀더 자세히 살펴보면, 제 1 기판(1)의 상부에는 각 화소영역 별로 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있고, 각각의 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결되는 제 1 전극(11)과 제 1 전극(11)의 상부에 특정한 색의 빛을 발광하는 유기발광층(13)과, 유기발광층(13)의 상부에는 제 2 전극(15)이 구성된다. In detail, the driving thin film transistor DTr is formed in each pixel area on the
유기발광층(13)은 적, 녹, 청의 색을 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 각 화소마다 적, 녹, 청색을 발광하는 별도의 유기물질(13a, 13b, 13c)을 패턴하여 사용한다.The organic
이들 제 1 및 제 2 전극(11, 15)과 그 사이에 형성된 유기발광층(13)은 유기전계 발광다이오드를 이루게 된다. 이때, 이러한 구조를 갖는 OLED(10)는 제 1 전극(11)을 양극(anode)으로 제 2 전극(15)을 음극(cathode)으로 구성하게 된다. The first and
한편, 제 2 기판(2)은 유유연한 특성을 지니고 있는 OLED(10)를 제공하기 위하여 삭제 가능하다. On the other hand, the
그러나 이러한 OLED(10)는 외부광의 세기에 따라 콘트라스트가 크게 감소하는 단점이 있다. 따라서, 외부광에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하기 위하여 외부광 차단용 편광판(50)을 OLED(10)에 부착 형성한다.However, the OLED 10 has a disadvantage in that the contrast is greatly reduced according to the intensity of the external light. Therefore, the external light blocking polarizing
즉, OLED(10)는 유기발광층(13)을 통해 발광된 빛의 투과방향에 외부로부터 입사되는 외부광을 차단하는 편광판(50)을 형성함으로써, 콘트라스트를 향상시키게 된다. That is, the OLED 10 improves contrast by forming a polarizing
이러한 편광판(50)은 외부광을 차단하기 위한 원편광판으로, 제 2 기판(2)의 외면에 부착된 1/4λ 위상차판(20)과 선편광판(30)으로 구성된다. 여기서, 도 2를 참조하여 원편광판의 구조에 대해 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다. The polarizing
도 2는 원편광판의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 2 is a view schematically showing the structure of a circular polarizing plate.
도시한 바와 같이, 원편광판(50)은 원편광판(50)을 OLED(도 1의 10)에 부착하기 위한 제 1 접착층(21a)과 1/4λ 위상차판(20) 그리고 1/4λ 위상차판(20)과 선편광판(30)을 부착하기 위한 제 2 접착층(21b)으로 이루어진다.As shown, the circularly polarizing
여기서, 선편광판(30)은 빛의 편광특성을 변화시키는 편광층(31)과, 편광층(31)의 양측면에 형성되어 편광층(31)을 보호 및 지지하는 제 1 및 제 2 TAC 필름(33a, 33b)으로 구성된다. Here, the linear polarizing
그리고, 제 2 TAC 필름(33b)의 일측에 표면처리층(40)을 더욱 포함하는데, 표면처리층(40)은 실리카비드(silica bead : 미도시)가 포함된 눈부심방지(anti-glare)층 이거나, 편광판(50) 표면의 손상 방지를 위한 하드 코팅(hard coating)층 일 수 있다. The
이때, 제 1 접착층(21a)의 하부로는 별도의 보호층(미도시)이 포함될 수 있는데, 이는 원편광판(50) 부착공정에서 탈착되어 제 1 접착층(21a)을 노출시키며, 운반 및 이송 등의 과정에서 제 1 접착층(21a)이 오염되지 않도록 보호하는 역할을 한다. At this time, the lower portion of the first
따라서, 외부로부터 OLED(도 1의 10)로 입사되는 외부광은 1/4λ 위상차판(20)과 선편광판(30)으로 된 원편광판(50)을 통해 입사되고, 입사된 외부광은 제 1 전극(도 1의 11)에 의해 반사되어 그의 편광방향이 바뀌게 된다. 따라서, 입사된 외부광은 원편광판(50)을 투과하지 못하게 되어 외부로 나오지 못하고 소멸 간섭을 일으키게 된다. Accordingly, external light incident from the outside into the OLED (10 in FIG. 1) is incident through the circularly polarizing
이로 인하여, 외부광을 차단시킴으로써 콘트라스트를 향상시키게 된다. For this reason, contrast is improved by blocking external light.
그러나, 전술한 바와 같이 OLED(도 1의 10)에 부착되는 원편광판(50)은 그 구성요소가 너무 많아 제조원가를 상승시키게 된다. However, as described above, the circularly polarizing
또한, 원편광판(50)을 이루는 각층은 적어도 수십㎛의 두께를 가짐으로써, 원편광판(50)은 적어도 200㎛ 이상의 두께를 갖게 된다. 따라서, OLED(도 1의 10) 전체 두께를 증가시키게 되는 문제점을 야기하게 된다.In addition, each layer of the circular polarizing
또한, 제 1 및 제 2 접착층(21a, 21b)에 의해 빛의 손실이 발생하여 휘도가 감소되는 문제가 발생하게 된다. In addition, a loss of light occurs by the first and second
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 박형의 OLED를 제공하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to provide a thin OLED.
또한, OLED의 공정비용을 절감하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다. In addition, the second object is to reduce the process cost of the OLED.
또한, 휘도를 향상시키고자 하는 것을 제 3 목적으로 한다. In addition, the third object is to improve luminance.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 구동 박막트랜지스터 및 유기전계발광 다이오드가 형성된 제 1 기판과; 상기 구동 박막트랜지스터 및 유기전계발광 다이오드를 덮는 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 상부에 형성되는 위상차층과; 상기 위상차층 상부에 형성되며, 상기 위상차층을 덮는 제 2 보호층과; 상기 제 2 보호층 상부에 형성되는 선편광층과; 상기 선편광층 상부에 형성되며, 상기 선편광층을 덮는 제 3 보호층을 포함하며, 상기 유기전계발광 다이오드에서 발광하는 빛은 상기 위상차층 상부로 투과하는 상부발광 방식으로 구동되는 유기전계발광소자를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention includes a first substrate formed with a driving thin film transistor and an organic light emitting diode; A first protective layer covering the driving thin film transistor and the organic light emitting diode; A phase difference layer formed on the first protective layer; A second protective layer formed on the retardation layer and covering the retardation layer; A linear polarization layer formed on the second protective layer; It is formed on the linear polarization layer, and includes a third protective layer covering the linear polarization layer, the light emitted from the organic light emitting diode to provide an organic light emitting device is driven in a top light emitting method transmitted to the upper phase retardation layer do.
이때, 상기 위상차층과 상기 선편광층은 콜레스테릭 액정을 포함하는 액정고분자(liquid crystal polymer : LCP)로 형성하며, 상기 위상차층은 1/4 λ 파장층을 갖는다. In this case, the retardation layer and the linear polarization layer are formed of a liquid crystal polymer (LCP) including a cholesteric liquid crystal, and the retardation layer has a 1/4 λ wavelength layer.
또한, 상기 제 1 내지 제 3 보호층은 질화실리콘(SiNx),산화실리콘(Si02) 또는 알루미나(Al2O3)를 포함하는 무기절연물질 또는 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리 아마이드(polyamide) 또는 벤조사이클로부텐(BCB)를 포함하는 유기절연물질 중 선택된 최소 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 구성되며, 상기 제 1 기판은 플렉서블(flexible) 유리기판 또는 플라스틱, 스테인리스 스틸(stainless steel) 중 선택된 하나로 구성된다. In addition, the first to the third protective layer is an inorganic insulating material or a polyacrylate, polyimide containing silicon nitride (SiNx), silicon oxide (Si0 2 ) or alumina (Al 2 O 3 ) , At least one selected from among organic insulating materials including polyamide or benzocyclobutene (BCB), which is composed of a single layer or a multilayer, and the first substrate is a flexible glass substrate or a plastic, stainless steel ( stainless steel).
이때, 상기 구동 박막트랜지스터는 반도체층과, 게이트전극, 소스 및 드레인 전극을 포함하며, 상기 유기전계발광 다이오드는 상기 구동 박막트랜지스터와 연결되는 제 1 전극과 유기발광층 그리고 제 2 전극을 포함한다. The driving thin film transistor includes a semiconductor layer, a gate electrode, a source and a drain electrode, and the organic light emitting diode includes a first electrode, an organic light emitting layer, and a second electrode connected to the driving thin film transistor.
또한, 본 발명은 제 1 기판의 일면에 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 구동 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 유기전계발광 다이오드를 형성하는 단계와; 상기 구동 박막트랜지스터와 상기 유기전계발광 다이오드를 덮는 제 1 보호층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 보호층 상부에 위상차층을 형성하는 단계와; 상기 위상차층 상부에 상기 위상차층을 덮는 제 2 보호층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 보호층 상부에 선편광층을 형성하는 단계와; 상기 선편광층 상부에 상기 선편광층 덮는 제 3 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광소자 제조방법를 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of forming a driving thin film transistor on one surface of the first substrate; Forming an organic light emitting diode electrically connected to the driving thin film transistor; Forming a first passivation layer covering the driving thin film transistor and the organic light emitting diode; Forming a phase difference layer on the first passivation layer; Forming a second protective layer on the retardation layer to cover the retardation layer; Forming a linear polarization layer on the second protective layer; It provides an organic electroluminescent device manufacturing method comprising the step of forming a third protective layer covering the linear polarization layer on the linear polarization layer.
상기 제 1 내지 제 3 보호층은 화학기상증착(chemical vapor deposition : CVD), 스퍼터장비(sputter) 또는 잉크젯(inkjet) 장치, 노즐(nozzle) 코팅, 바(bar) 코팅, 슬릿(slit) 코팅, 스핀(spin) 코팅 장치 또는 프린트(print) 장치를 통해 형성하며, 상기 위상차층과 상기 선편광층은 배향막을 형성하는 단계와; 상기 배향막을 러빙하는 단계와; 상기 배향막 상부에 액정고분자막을 형성하는 단계로 형성한다. The first to third protective layers may be formed by chemical vapor deposition (CVD), sputter or inkjet devices, nozzle coating, bar coating, slit coating, Forming through an spin coating apparatus or a printing apparatus, wherein the retardation layer and the linear polarization layer form an alignment film; Rubbing the alignment layer; The liquid crystal polymer layer is formed on the alignment layer.
이때, 상기 액정고분자막은 잉크젯(inkjet) 장치, 노즐(nozzle) 코팅, 바(bar) 코팅, 슬릿(slit) 코팅, 스핀(spin) 코팅 장치 또는 프린트(print) 장치를 통해 형성한다. In this case, the liquid crystal polymer layer is formed through an inkjet apparatus, a nozzle coating, a bar coating, a slit coating, a spin coating apparatus, or a print apparatus.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제 1 보호층 상부에 선편광을 원편광으로, 원편광을 선편광으로 바꾸는 위상지연층과 광투과축에 평행한 방향의 빛만 통과시키는 선편광층을 박막으로 형성하며, 이들을 각각 제 2 및 제 3 보호층에 의해 둘러싸도록 형성함으로써, 외부광 반사가 최소화되고, 콘트라스트가 더욱 향상되게 되며, 기존에 비해 전체적으로 소자의 두께를 얇게 형성할 수 있는 효과가 있다. 이는 제조 원가 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, a thin film is formed on the first passivation layer to form a phase delay layer for converting linearly polarized light into circularly polarized light and a linearly polarized layer for passing only light in a direction parallel to the light transmission axis. By forming them so as to be surrounded by the second and third protective layers, respectively, the reflection of external light is minimized, the contrast is further improved, and the overall thickness of the device can be reduced. This has the effect of reducing the manufacturing cost.
또한, 기존의 접착층에 의해 빛의 손실이 발생하여 휘도가 감소되었던 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다. In addition, there is an effect that can prevent the problem that the brightness is reduced by the loss of light by the existing adhesive layer.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상부 발광방식 OLED를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 4는 도 3의 일부를 확대 도시한 단면도이다. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a top emission OLED according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion of FIG. 3.
도시한 바와 같이, OLED(100)는 제 1 기판(101) 상에 구동 박막트랜지스터(DTr) 그리고 유기전계발광 다이오드(E)가 형성된다. As illustrated, the
여기서, 제 1 기판(101) 상에는 반도체층(201)이 형성되는데, 반도체층(201)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(201a) 그리고 액티브영역(201a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(201b, 201c)으로 구성된다. Here, the
이러한 반도체층(201) 상부로는 게이트절연막(203)이 형성되어 있다.The
게이트절연막(203) 상부로는 반도체층(201a)에 대응하여 게이트전극(205)과 도면에 나타내지 않았지만 일방향으로 연장하는 게이트배선이 형성되어 있다. A
또한, 게이트전극(205)과 게이트배선(미도시) 상부 전면에 제 1 층간절연막(207a)이 형성되어 있으며, 이때 제 1 층간절연막(207a)과 그 하부의 게이트절연막(203)은 액티브영역(201a) 양측면에 위치한 소스 및 드레인영역(201b, 201c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(209a, 209b)을 구비한다. In addition, a first
다음으로, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(209a, 209b)을 포함하는 제 1 층간절연막(207a) 상부로는 서로 이격하며 제 1, 2 반도체층 콘택홀(209a, 209b)을 통해 노출된 소스 및 드레인영역(201b, 201c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(211, 213)이 형성되어 있다. Next, an upper portion of the first
그리고, 소스 및 드레인전극(211, 213)과 두 전극(211, 213) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(207a) 상부로 드레인전극(213)을 노출시키는 드레인콘택홀(215)을 갖는 제 2 층간절연막(207a)이 형성되어 있다. And a second interlayer having a
이때, 소스 및 드레인 전극(211, 213)과 이들 전극(211, 213)과 접촉하는 소스 및 드레인영역(201b, 201c)을 포함하는 반도체층(201)과 반도체층(201) 상부에 형성된 게이트절연막(203) 및 게이트전극(205)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이루게 된다. At this time, the
이때 도면에 나타나지 않았지만, 게이트배선(미도시)과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선(미도시)이 형성되어 있다.Although not shown in the drawing, data wirings (not shown) defining pixel areas are formed to cross the gate wirings (not shown).
또한, 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(213)과 연결되며 제 2 층간절연막(207b) 상부로는 실질적으로 화상을 표시하는 영역에는 예를들어 일함수 값이 비교적 높은 물질로 유기전계발광 다이오드(E)를 구성하는 일 구성요소로써 양극(anode)을 이루는 제 1 전극(220)이 형성되어 있다.In addition, the organic light emitting diode is formed of a material having a relatively high work function, for example, in a region that is connected to the
이러한 제 1 전극(220)은 각 화소영역별로 형성되는데, 각 화소영역 별로 형성된 제 1 전극(220) 사이에는 뱅크(bank : 221)가 위치한다. The
즉, 뱅크(221)를 각 화소영역 별 경계부로 하여 제 1 전극(220)이 화소영역별로 분리된 구조로 형성되어 있다. That is, the
그리고 제 1 전극(220)의 상부에 유기발광층(225)이 형성되어 있다. The organic
여기서, 유기발광층(225)은 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층( hole transporting layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.Here, the organic
그리고, 유기발광층(225)의 상부로는 전면에 음극(cathode)을 이루는 제 2 전극(227)이 형성되어 있다.In addition, a
제 1, 2 전극(220, 227)과 그 사이에 형성된 유기발광층(225)은 유기전계발광 다이오드(E)를 이루게 된다.The first and
이때, 제 2 전극(227)을 이중층 구조로, 일함수가 낮은 금속 물질을 얇게 증착한 반투명 금속막 상에 투명한 도전성 물질을 두껍게 증착된 이층 구조이다. In this case, the
따라서, 유기발광층(225)에서 발광된 빛은 제 2 전극(227)을 향해 방출되는 상부 발광방식으로 구동된다. Therefore, the light emitted from the organic
이러한 OLED(100)는 선택된 색 신호에 따라 제 1 전극(220)과 제 2 전극(227)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(220)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(227)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(225)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이 될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다.When a predetermined voltage is applied to the
이때, 발광된 빛은 투명한 제 2 전극(227)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, OLED(100)는 임의의 화상을 구현하게 된다. At this time, since the emitted light passes through the transparent
그리고 이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E) 상부에는 제 1 보호층(105a)이 형성되어, 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E)를 보호하게 된다.The
이때, 제 2 기판(도 1의 2)을 더욱 구비하여 제 1 및 제 2 기판(도 1의 1, 2)이 서로 이격되어 합착되도록 할 수 있는데, 본 발명은 최근 노트북이나 PDA(personal digital assistant)와 같은 소형의 휴대용 단말기가 널리 보급됨에 따라 이들에 적용 가능하도록 유리보다 가볍고 경량인 동시에 유연한 특성을 지니고 있는 OLED(100)를 제공하고자, 제 2 기판(도 1의 2)이 삭제된 구조를 일예로 설명하도록 하겠다. In this case, the second substrate (2 of FIG. 1) may be further provided to allow the first and second substrates (1, 2 of FIG. 1) to be spaced apart from each other, and the present invention has recently been performed in a notebook or personal digital assistant (PDA). In order to provide an
이에, 제 1 기판(101)은 유연한 특성을 갖는 플렉서블(flexible) 유리기판 또는 플라스틱, 스테인리스 스틸(stainless steel) 등으로 구성되는 것이 바람직하 다.Accordingly, the
그리고 제 1 보호층(105a)의 상부에는 선편광을 원편광으로, 원편광을 선편광으로 바꾸는 위상지연층(120)과 광투과축에 평행한 방향의 빛만 통과시키는 선편광층(130)이 형성되어 있는데, 이러한 위상지연층(120)과 선편광층(130)은 각각 제 2 및 제 3 보호층(105b, 105c)에 의해 둘러싸여 있다. In addition, a
여기서 위상지연층(120)과 선편광층(130)은 배향막(미도시)과 용융상태에서도 결정 상태를 유지하고 성형될 수 있는 콜레스테릭 액정을 포함하는 액정고분자(liquid crystal polymer : LCP)(미도시)로 이루어진다. Here, the
이때, 선편광층(130)과 위상지연층(120)의 적층 순서는 외부광의 입사방향에 가깝도록 선편광층(130)을 배치시키고 그 안쪽에 위상지연층(120)을 배치시키는 구조가 바람직하며, 선편광층(130)과 위상지연층(120)의 사이에는 다른 광투과성층(미도시)이 개재되어도 무방하다. In this case, the stacking order of the
따라서, OLED(100)가 외부광의 세기에 따라 콘트라스트가 크게 감소함으로써, 외부광에 의한 콘트라스트의 저하가 발생되는데, 본 발명은 위상지연층(120)과 선편광층(130)에 의해 외부로부터 입사되는 외부광의 반사를 최소화함으로써, 콘트라스트의 저하를 방지하고 향상시키게 된다. Therefore, the
여기서, 위상지연층(120)은 1/4 λ 파장층을 갖도록 한다. Here, the
이때, 액정고분자(미도시)의 액정은 입사된 빛을 회전피치에 따라 특정 파장만을 반사시키는 선택 반사 특성을 가지며, 이때 액정의 회전방향에 따라 반사되는 빛의 편광상태도 결정된다. In this case, the liquid crystal of the liquid crystal polymer (not shown) has a selective reflection characteristic of reflecting the incident light only a specific wavelength according to the rotation pitch, and at this time, the polarization state of the reflected light is also determined according to the rotation direction of the liquid crystal.
따라서, 외부로부터 입사되는 외부광은 선편광층(130)의 흡수축에 따른 방향의 성분이 흡수되고 투과축에 따른 방향의 성분이 투과된다. 이 투과축에 따른 방향의 성분은 위상지연층(120)을 지나면서 일방향으로 회전되는 원편광으로 변환된 후, 유기전계발광 다이오드(E)의 제 1 전극(220)에 의해 반사된다. Therefore, the external light incident from the outside absorbs the component in the direction along the absorption axis of the
반사될 때 일방향으로 회전하는 원편광은 타방향으로 회전하는 원편광이 되고, 위상지연층(120)을 지나면서 처음의 투과축에 직교하는 방향의 직선 편광으로 변환된다. 따라서, 이 직선 편광은 선편광층(130)의 흡수축에 의해 흡수되어 외부로 나오지 못하고 소멸 간섭을 일으키게 된다. When reflected, the circularly polarized light rotating in one direction becomes circularly polarized light rotating in the other direction, and is converted into linearly polarized light in a direction orthogonal to the initial transmission axis while passing through the
따라서, 외부광 반사가 최소화되고, 콘트라스트가 더욱 향상되게 된다. Therefore, external light reflection is minimized, and contrast is further improved.
특히, 본 발명은 외부광을 차단하기 위한 위상지연층(120)과 선편광층(130)을 박막형상으로 형성함으로써, 구성요소가 많아 적어도 200㎛이상의 두께를 갖는 원편광판(도 1의 50)을 부착하던 기존에 비해 전체적으로 소자의 두께를 얇게 형성할 수 있다. Particularly, in the present invention, the
또한, 제조 원가 비용을 절감시킬 수 있다. In addition, manufacturing cost can be reduced.
또한, 본 발명의 위상지연층(120)과 선편광층(130)은 제 1 기판(101) 상에 박막형상으로 직접 형성함으로써, 별도의 접착층(도 1의 21a, 21b)을 필요로 하지 않는다. 따라서, 기존의 원편광판(도 1의 50)의 접착층(도 1의 21a, 21b)에 의해 빛의 손실이 발생하여 휘도가 감소되었던 문제를 방지할 수 있다. In addition, the
여기서, 위상지연층(120)과 선편광층(130)은 스핀(spin) 코팅, 슬릿(slit) 코팅, 롤(roll) 인쇄 방법, 잉크젯(inkjet) 코팅 방법을 사용하여 구성할 수 있는 데, 이에 대해 도 5a ~ 5g를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다. Here, the
도 5a ~ 5g는 본 발명의 실시예에 따른 상부 발광방식 OLED의 유기전계발광 다이오드 기판의 제조 단계별 단면도이다. 5A to 5G are cross-sectional views of manufacturing an organic light emitting diode substrate of an upper emission type OLED according to an exemplary embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 기판(101) 상에 구동 박막트랜지스터(DTr)를 형성하는데, 구동 박막트랜지스터(Dtr)는 반도체층(201)과 반도체층(201) 상부에 형성된 게이트절연막(203) 및 게이트전극(205) 그리고 게이트전극(205) 상부에 형성된 제 1 층간절연막(207a) 및 소스 및 드레인전극(211, 213)으로 이루어진다. As illustrated, the driving thin film transistor DTr is formed on the
그리고, 소스 및 드레인전극(211, 213)과 두 전극(211, 213) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(207a) 상부로 드레인전극(213)을 노출하는 드레인콘택홀(215)을 갖는 제 2 층간절연막(207b)이 형성되어 있다.And a second interlayer having a
도면상에 도시하지는 않았지만 이의 형성방법에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 비정질실리콘을 증착한 후, 포토레지스트의 도포, 마스크를 통한 노광, 노광된 포토레지스트의 현상 및 현상후 남아 있는 포토레지스트 외부로 노출된 비정질실리콘층의 식각 및 남아 있는 포토레지스트의 애싱(ashing) 또는 스트립(strip) 등의 마스크 공정을 통한 패터닝이라 칭하는 일련의 공정을 진행하여 반도체층(201)을 형성한다. Although not shown in the drawings, the method for forming the same is described in detail. After depositing amorphous silicon, coating of photoresist, exposure through a mask, development of exposed photoresist, and remaining amorphous photoresist exposed after development The
이때, 반도체층(201)의 탈수소 과정을 거쳐 열처리에 의해 폴리실리콘으로 결정화하는 공정을 더욱 포함한다. In this case, the method may further include crystallizing polysilicon by heat treatment after dehydrogenation of the
다음으로 반도체층(201)이 형성된 기판(101) 상에 제 2 절연물질 및 제 1 금속층을 차례대로 증착한 후, 앞서 설명한 바와 같이 마스크 공정을 통해 반도체 층(201)의 중앙부에 제 2 절연물질을 게이트절연막(203)으로 형성한다. Next, the second insulating material and the first metal layer are sequentially deposited on the
그리고 게이트절연막(203)을 하부층으로 하여 제 1 금속층을 게이트전극(205)으로 형성한다. The first metal layer is formed as the
여기서, 제 2 절연물질은 무기절연물질인 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(Si02) 중 어느 하나인 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the second insulating material is any one of silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (Si0 2 ), which is an inorganic insulating material.
그리고, 제 1 금속층은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 등의 금속 물질 중에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질을 증착하여 단일층 또는 이중층으로 하는 것이 바람직하다.The first metal layer is formed by depositing one or two or more materials selected from metal materials such as aluminum (Al) or aluminum alloy (AlNd), molybdenum (Mo), nickel (Ni), tungsten (W), and the like. It is preferable to set it as.
다음으로 반도체층(201)이 형성된 기판(101)에 있어서, 게이트전극(205) 및 게이트배선(미도시) 외부로 노출된 게이트절연막(203)을 식각하여 제거한 후, 기판(101) 상에 적정 도즈량을 갖는 이온주입에 의해 n+ 또는 p+ 도핑을 실시한다. Next, in the
이때, 반도체층(201)에 있어서 게이트전극(205)에 의해 이온주입이 블록킹된 부분은 액티브층(201a)을 형성하게 되고, 그 외의 이온주입된 액티브 영역은 소스 및 드레인영역(201b, 201c)을 형성하게 된다.At this time, the portion of the
이로써 액티브영역(201a)과 소스 및 드레인영역(201b, 201c)으로 이루어진 반도체층(201)을 완성하게 된다. As a result, the
다음으로 게이트전극(205)을 포함하여 노출된 소스 및 드레인영역(201b, 201c) 상부로 무기절연물질을 증착하고 마스크공정을 진행하여 패터닝함으로써, 게이트전극(205) 양측의 소스 및 드레인영역(201b, 201c) 일부를 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(209a, 209b)을 갖는 제 1 층간절연막(207a)을 형성한다. Next, an inorganic insulating material is deposited on the exposed source and drain
다음으로 제 1, 2 반도체층 콘택홀(209a, 209b)을 갖는 제 1 층간절연막(207a)이 형성된 기판(101) 전면에 금속물질을 증착하고 마스크공정을 진행하여 패터닝함으로써 제 1, 2 반도체층 콘택홀(209a, 209b)을 통해 각각 소스 및 드레인영역(201b, 201c)과 접촉하는 소스 및 드레인전극(211, 213)을 형성한다. Next, the first and second semiconductor layers are deposited by depositing a metal material on the entire surface of the
이때, 소스 및 드레인전극(211, 213)은 게이트전극(205)을 사이에 두고 서로 이격하게 위치한다.In this case, the source and drain
다음으로 소스 및 드레인전극(211, 213)이 형성된 기판(101) 전면에 포토아크릴(photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB) 등의 유기절연물질을 도포하고 마스크공정을 통해 패터닝함으로써, 기판(101) 전면에 제 2 층간절연막(207b)을 형성한다. Next, an organic insulating material such as photo acryl or benzocyclobutene (BCB) is coated on the entire surface of the
이때, 제 2 층간절연막(207b)은 드레인전극(213)을 노출하는 드레인전극 콘택홀(215)를 가진다. In this case, the second
다음으로, 도 5b에 도시한 바와 같이, 제 2 층간절연막(207b)의 상부로는 유기전계발광 다이오드(E)를 형성하는데, 유기전계발광 다이오드(E)는 제 1, 2 전극(220, 227)과 그 사이에 형성된 유기발광층(225)으로 이루어진다. Next, as shown in FIG. 5B, an organic light emitting diode E is formed on the second
여기서, 유기전계발광 다이오드(E)는 제 2 층간절연막(207b) 상부로 유기전계발광 다이오드(E)를 구성하는 일 구성요소로써 양극(anode)을 이루는 제 1 전극(220)을 형성한 후, 제 1 전극(220)의 상부에 감광성의 유기절연물질 예를 들면 포토아크릴(photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB)을 도포하고 이를 패터닝함으 로써 제 1 전극(220) 상부로 격벽(221)을 형성한다. Here, the organic light emitting diode E forms an anode as an constituent element of the organic light emitting diode E on the second
격벽(221)는 기판(101) 전체적으로 격자 구조의 매트릭스 타입으로 형성되어 화소영역 간을 구분하게 된다. The
다음으로, 격벽(221) 상부에 유기발광물질을 도포 또는 증착하여 유기발광층(225)을 형성한다.Next, an organic light emitting material is coated or deposited on the
다음으로, 유기발광층(225) 상부에 일함수가 낮은 금속 물질을 얇게 증착한 반투명 금속막 상에 투명한 도전성 물질을 두껍게 증착한 제 2 전극(227)을 형성함으로써, 유기전계발광 다이오드(E)를 완성하게 된다. Next, the organic light emitting diode E is formed by forming a
다음으로, 도 5c에 도시한 바와 같이, 유기전계발광 다이오드(E) 상부에 제 1 보호층(105a)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 5C, the
제 1 보호층(105a)은 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(Si02) 또는 알루미나(Al2O3)와 같은 무기절연물질 또는 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리 아마이드(polyamide) 또는 벤조사이클로부텐(BCB)과 같은 유기절연물질 중 선택된 하나로 단층 또는 다층으로 형성하는데, 여기서, 제 1 보호층(105a)을 무기절연물질로 형성할 경우, 화학기상증착(chemical vapor deposition : CVD) 또는 스퍼터장비(sputter)를 통해 형성한다. The first
또는 유기절연물질로 제 1 보호층(105a)을 형성하고자 할 경우, 제 1 보호층(105a)은 잉크젯(inkjet) 장치, 노즐(nozzle) 코팅, 바(bar) 코팅, 슬릿(slit) 코팅, 스핀(spin) 코팅 장치 또는 프린트(print) 장치 등을 이용하여 전면에 코팅 함으로써 형성한다. Alternatively, when the first
이러한 제 1 보호층(105a)의 두께는 약 수㎛이다. The thickness of this first
다음으로, 도 5d에 도시한 바와 같이, 제 1 보호층(105a)의 상부로 위상지연층(120)을 형성하는데, 위상지연층(120)은 제 1 보호층(105a)의 상부에 제 1 배향막(123)을 형성하고 러빙이나 광배향 방법을 이용하여 제 1 배향막(123)의 표면을 일정방향으로 배향시킨다. Next, as shown in FIG. 5D, the
다음으로, 제 1 배향막(123)의 상부에 콜레스테릭 액정(125)을 포함하는 제 1 액정고분자막(127)을 형성함으로써 완성한다. Next, the first liquid
제 1 액정고분자막(127)은 잉크젯(inkjet) 장치, 노즐(nozzle) 코팅, 바(bar) 코팅, 슬릿(slit) 코팅, 스핀(spin) 코팅 장치 또는 프린트(print) 장치 등을 이용하여 전면에 코팅한 후, 일정시간 경화시킴으로써 액정고분자막(127)을 형성한다. The first liquid
이때, 위상차층(120)은 1/4 λ 파장층을 갖도록 하며, 위상차층(120)의 두께는 약 수 ㎛로 형성하는데, 최소 10㎛ 이하의 두께를 갖는다. At this time, the
이러한 위상차층(120)은 제 1 기판(101) 상에 형성된 모든 화소영역의 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E)의 발광 유효면적보다 크게 형성하는 것이 바람직하다. The
다음으로, 도 5e에 도시한 바와 같이, 위상지연층(120) 상부에 제 2 보호층(105b)을 형성하는데, 제 2 보호층(105b)은 앞서 형성한 제 1 보호층(105a)과 동일한 방법을 통해 형성한다. Next, as shown in FIG. 5E, the
이러한 제 2 보호층(105b)은 위상차층(120)의 3면을 모두 덮도록 형성하는 것이 바람직하며, 제 2 보호층(105b)의 두께는 약 수㎛이다. The second
다음으로, 도 5f에 도시한 바와 같이, 제 2 보호층(105b)의 상부로 선편광층(130)을 형성하는데, 선편광층(130) 또한 배향막(133)과 콜레스테릭 액정(135)을 포함하는 액정고분자막(137)으로 이루어진다. Next, as shown in FIG. 5F, the
따라서, 이의 형성방법은 전의 위상차층(120) 형성방법과 동일한데, 제 2 보호층(105b) 상부에 제 2 배향막(133)을 형성하고 러빙이나 광배향 방법을 이용하여 제 2 배향막(133)의 표면을 일정방향으로 배향시킨다. Therefore, the formation method thereof is the same as the previous method of forming the
다음으로, 제 2 배향막(133)의 상부에 콜레스테릭 액정(135)을 포함하는 제 2 액정고분자막(137)을 형성함으로써 완성한다. Next, the second liquid
제 2 액정고분자막(137) 역시 잉크젯(inkjet) 장치, 노즐(nozzle) 코팅, 바(bar) 코팅, 슬릿(slit) 코팅, 스핀(spin) 코팅 장치 또는 프린트(print) 장치 등을 이용하여 전면에 코팅한 후, 일정시간 경화시킴으로써 형성한다.The second liquid
이때, 선편광층(130)의 두께는 약 수 ㎛로 형성하는데, 최소 10㎛ 이하의 두께를 갖는다.At this time, the thickness of the linear
이러한 선편광층(130)은 제 1 기판(101) 상에 형성된 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E)의 발광 유효면적보다 크게 형성하는 것이 바람직하다. The
다음으로, 도 5g에 도시한 바와 같이, 선편광층(130) 상부에 제 3 보호층(105c)을 형성하는데, 제 3 보호층(105c)은 앞서 형성한 제 1 및 제 2 보호 층(105a, 105b)과 동일한 방법을 통해 형성한다. Next, as shown in FIG. 5G, a
이러한 제 3 보호층(105c)은 선편광층(130)의 3면을 모두 덮도록 형성하는 것이 바람직하며, 제 3 보호층(105c)의 두께는 약 수㎛이다. The third
이로 인하여, 본 발명의 실시예에 따른 위상차층(120)과 선편광층(130)이 박막으로 형성된 OLED(100)를 완성하게 된다. As a result, the
이때, OLED(100)의 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E)를 제외한 제 1 내지 제 3 보호층(105a, 105b, 105c)과 위상차층(120) 그리고 선편광층(130)을 포함하는 외부광 차단용 광학수단의 두께는 약 40㎛ 이하의 두께로 형성된다. In this case, the first to third
아래 표(1)은 기존의 원편광판(도 1의 50)의 구성요소의 각 두께와 본 발명의 외부광 차단용 광학수단의 각 두께를 비교한 데이터이다. Table 1 below is the data comparing the respective thicknesses of the components of the conventional circular polarizing plate (50 in FIG. 1) with the respective thicknesses of the optical means for blocking external light of the present invention.
원편광판
Circular polarizer
본 발명의 외부광 차단용 광학수단
Optical means for blocking external light of the present invention
보호층First to third
Protective layer
표(1)Table (1)
표(1)을 참조하면, 기존의 원편광판(도 1의 50)의 두께는 적어도 200㎛ 이상인 것을 알 수 있으며, 본 발명의 외부광 차단용 광학수단은 40㎛ 이하의 두께만을 갖는 것을 확인 할 수 있다. Referring to Table (1), it can be seen that the thickness of the existing circular polarizing plate (50 in Figure 1) is at least 200㎛, it can be confirmed that the optical means for blocking external light of the present invention has a thickness of only 40㎛ or less. Can be.
특히, 기존의 원편광판(도 1의 50)은 원편광판(도 1의 50)을 기판(101) 상에 부착하기 위한 별도의 접착층(도 1의 21a, 21b)이 구비되므로, 원편광판(도 1의 50)의 두께는 더욱 두꺼워지게 된다. In particular, the existing circular polarizing plate (50 of FIG. 1) is provided with a separate adhesive layer (21a, 21b of FIG. 1) for attaching the circular polarizing plate (50 of FIG. 1) on the
따라서, 본 발명은 외부광 반사가 최소화되고, 콘트라스트가 더욱 향상되게 되는 동시에, 200㎛이상의 두께를 갖는 원편광판(도 1의 50)을 부착하던 기존에 비해 전체적으로 소자의 두께를 얇게 형성할 수 있다.Therefore, the present invention minimizes the reflection of external light, further improves the contrast, and at the same time, the thickness of the device as a whole can be made thinner than that of the conventional circular polarizing plate (50 in FIG. 1) having a thickness of 200 μm or more. .
또한, 본 발명의 위상지연층(120)과 선편광층(130)은 제 1 기판(101) 상에 박막형상으로 직접 형성함으로써, 기존의 원편광판(도 1의 50)을 기판(101) 상에 접착하기 위한 접착층(도 1의 21a, 21b)을 필요로 하지 않아 접착층(도 1의 21a, 21b)에 의해 빛의 손실이 발생하여 휘도가 감소되었던 문제를 방지할 수 있다. In addition, the
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스 타입 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 도면.1 is a schematic cross-sectional view of a typical active matrix type OLED.
도 2는 원편광판의 구조를 개략적으로 도시한 도면. 2 is a view schematically showing the structure of a circular polarizing plate.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상부 발광방식 OLED를 개략적으로 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view schematically showing a top-emitting OLED according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 일부를 확대 도시한 단면도.4 is an enlarged cross-sectional view of a portion of FIG. 3;
도 5a ~ 5g는 본 발명의 실시예에 따른 상부 발광방식 OLED의 유기전계발광 다이오드 기판의 제조 단계별 단면도.5a to 5g are cross-sectional views of manufacturing an organic light emitting diode substrate of an upper emission type OLED according to an embodiment of the present invention.
Claims (11)
Priority Applications (1)
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