KR20100067426A - 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접촉 안정성과 내구성을 향상시키면서 유기 발광층의 수명을 연장시킬 수 있는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자는 대향 합착된 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 수직 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차지점별로 형성된 스위칭 트랜지스터 및, 상기 스위칭 트랜지스터와 일대일 연결된 구동 트랜지스터와; 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 연결전극과; 상기 제 2 기판의 하부 전면에 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극의 하부에 형성된 버퍼패턴과; 상기 버퍼패턴과 중첩된 하부로 그 단면이 역테이퍼 형태로 형성된 격벽과; 상기 격벽과 이격된 일측으로 상기 화소 영역별로 위치하는 패턴드 스페이서와; 상기 격벽 사이로 상기 제 1 전극과 접촉된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층과 접촉된 하부에 형성된 제 2 전극과; 상기 유기 발광층 및 제 2 전극의 하부 전 표면과, 상기 격벽과 중첩된 하부에 위치하는 상기 유기 발광층 및 제 2 전극의 노출된 측단면을 덮는 전도성 차폐층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접촉 안정성과 내구성을 향상시키면서 유기 발광층의 수명을 연장시킬 수 있는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 표시장치 중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류의 5V 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
이러한 특성을 갖는 유기전계 발광소자는 수동 매트릭스 방식과 능동 매트릭스 방식으로 구분된다. 수동 매트릭스 방식에서는 주사선(scan line)과 신호 선(signal line)이 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성한다. 이 때, 각각의 픽셀을 구동하기 위하여 주사선을 시간에 따라 순차적으로 구동하므로, 요구되는 평균 휘도를 나타내기 위해서는 평균 휘도에 라인수를 곱한 것 만큼의 순간 휘도를 내야만 한다.
그러나, 능동 매트릭스 방식에서는, 화소를 온/오프(on/off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 화소별로 위치하고, 이 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극은 화소 단위로 온/오프된다. 상기 제 1 전극과 대향하는 제 2 전극은 전면에 형성되어 공통전극이 된다.
그리고, 상기 능동 매트릭스 방식에서는 픽셀에 인가된 전압이 스토리지 커패시터(storage capacitor: Cst)에 충전되어 있어, 그 다음 프레임(frame) 신호가 인가될 때까지 전원을 인가해 주도록 함으로써, 주사선의 수에 관계없이 한 화면동안 계속해서 구동한다. 따라서, 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내므로 저소비전력, 고정세, 대형화가 가능한 장점을 가지므로 최근에는 능동 매트릭스 방식의 유기전계 발광소자가 주로 이용되고 있다.
도 1은 종래에 따른 능동 매트릭스 방식의 유기전계 발광소자의 단위 화소에 대해 나타낸 회로도이다.
도시한 바와 같이, 종래에 따른 능동 매트릭스 방식의 유기전계 발광소자의 단위 화소는 스위칭 트랜지스터(Ts), 구동 트랜지스터(Td), 스토리지 캐패시터(Cst) 및 유기발광 다이오드(E)로 이루어진다.
즉, 일 방향으로 형성된 게이트 배선(GL)과, 상기 게이트 배선(GL)과 수직 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 데이터 배선(DL)과, 상기 데이터 배선(DL)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 전원배선(PL)이 각각 형성된다.
또한, 상기 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)의 교차지점에는 스위칭 트랜지스터(Ts)가 형성되고, 상기 스위칭 트랜지스터(Ts)와 이격된 일 측으로 이와는 전기적으로 연결된 구동 트랜지스터(Td)가 형성된다.
이 때, 상기 구동 트랜지스터(Td)는 유기발광 다이오드(E)와 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 유기발광 다이오드(E)의 일측 단자인 제 1 전극은 상기 구동 트랜지스터(Td)의 드레인 전극과 연결되고, 타측 단자인 제 2 전극은 전원배선(PL)과 연결된다. 상기 전원배선(PL)은 전원전압을 유기발광 다이오드(E)로 전달하는 기능을 한다. 또한, 상기 구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 스토리지 커패시터(Cst)가 형성된다.
따라서, 상기 게이트 배선(GL)을 통해 신호가 인가되면 스위칭 트랜지스터(Ts)가 턴-온(turn-on) 되고, 데이터 배선(DL)의 신호가 구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전극에 전달되어 구동 트랜지스터(Td)의 턴-온으로 이에 연결된 유기발광 다이오드(E)의 전계-전공쌍에 의해 빛이 출력된다. 이 때, 상기 구동 트랜지스터(Td)가 턴-온 상태가 되면, 전원배선(PL)으로부터 유기발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며 이로 인해 유기발광 다이오드(E)는 그레이 스케일(gray scale)을 구현할 수 있게 된다.
또한, 상기 스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 트랜지스터(Ts)가 오프(off) 되었을 때, 상기 구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전압을 일정하게 유지시키는 역할 을 함으로써 상기 스위칭 트랜지스터(Ts)가 오프(off) 상태가 되더라도 다음 프레임(frame)까지 상기 유기발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
일반적으로, 이러한 유기전계 발광소자는 하나의 기판에 박막트랜지스터 등의 어레이 소자와 애노드 및 캐소드 전극과 유기 발광층을 포함하는 유기발광 다이오드가 형성되고 있다. 그러나, 적층 구조가 복잡해짐에 따른 단차 불량을 해소하기 위한 일환으로 어레이 소자와 유기전계발광 다이오드를 서로 다른 기판에 구성하고, 이들을 기둥형태의 연결전극으로 연결한 구조를 가지는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자에 대해 설명하도록 한다.
도 2a는 종래에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 종래에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자는 화상을 구현하는 표시 영역(AA)과, 이를 제외한 비표시 영역(NAA)으로 구분되며 서로 대향 합착된 제 1 기판(5)과 제 2 기판(10)을 포함한다. 상기 제 1 기판(5)과 제 2 기판(10)을 포함하여 패널(30)이라 한다.
상기 표시 영역(AA)은 게이트 배선(도 1의 GL)과 데이터 배선(DL)이 교차하여 정의되는 화소 영역(P)과, 구동 트랜지스터(Td)가 형성되는 구동 영역(Dr)과, 데이터 배선(DL)이 형성되는 데이터 영역(D)으로 세분화된다.
상기 화소 영역(P), 구동 영역(Dr) 및 데이터 영역(D)이 정의된 제 1 기판(5) 상에는 서로 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선(DL)이 형성된다. 상기 게이트 배선 및 데이터 배선(DL)의 교차지점에는 스위칭 트랜지스터(도 1의 Ts)가 형성되고, 상기 스위칭 트랜지스터와 이격된 일측으로는 이와 연결된 구동 트랜지스터(Td)가 형성된다.
또한, 상기 스위칭 트랜지스터와 구동 트랜지스터(Td)를 덮으며, 상기 구동 트랜지스터(Td)의 드레인 전극(34)을 노출하는 드레인 콘택홀(DCH)을 포함하는 보호막(55)이 형성된다. 상기 보호막(55)의 상부로는 드레인 콘택홀(DCH)을 통해 드레인 전극(34)과 접촉된 연결전극(70)이 형성된다.
상기 구동 트랜지스터(Td)는 게이트 전극(25), 반도체층(42), 소스 전극(32) 및 드레인 전극(34)을 포함한다. 상기 반도체층(42)은 순수한 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어진 액티브층(40)과 불순물을 포함하는 비정질 실리콘(n+ a-Si:H)으로 이루어진 오믹 콘택층(41)을 포함할 수 있다.
한편, 상기 제 2 기판(10)의 하부 면에는 데이터 영역(D)에 대응된 다수의 보조전극(60)이 형성되고, 상기 보조전극(60)의 하부로는 표시 영역(AA)의 전면에 대응하여 제 1 전극(80)이 형성된다. 상기 제 1 전극(80)의 하부로는 화소 영역(P)별로 보조전극(60)을 덮는 버퍼패턴(62)이 형성된다.
또한, 상기 버퍼패턴(62)과 대응된 하부로는 그 단면이 역테이퍼 형상으로 이루어진 다수의 격벽(64)이 형성된다. 상기 다수의 격벽(64)과 이격된 일측으로는 화소 영역(P)별로 패턴드 스페이서(50)가 형성된다. 또한, 상기 다수의 격 벽(64)에 의해 구분된 화소 영역(P)별로 제 1 전극(80)과 접촉된 하부로 유기 발광층(82) 및 제 2 전극(84)이 차례로 형성된다.
이 때, 화소 영역(P) 내에 형성된 유기 발광층(82)은 역테이퍼 형태를 갖는 격벽(64)에 의해 이웃한 화소 영역(P)과 분리되며, 다수의 패턴드 스페이서(50)의 측면 및 하부면을 각각 덮으며 형성된다. 따라서, 상기 다수의 패턴드 스페이서(50)에 의해 제 2 기판(10)에 형성된 제 2 전극(84)과 제 1 기판(5)에 형성된 연결전극(70)은 화소 영역(P)별로 각각 연결된다. 이 때, 상기 제 1 전극(80)과 유기 발광층(82)과 제 2 전극(84)을 포함하여 유기발광 다이오드(E)라 한다.
또한, 상기 제 1 기판(5) 및 제 2 기판(10)의 최외곽 가장자리에는 씰패턴(90)이 형성된다. 이러한 씰패턴(90)은 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지로 이루어진 씰런트를 스크린 인쇄법을 통해 제 2 기판(10)의 최외곽 네 가장자리를 따라 도포하고 경화하여 일정한 셀 갭을 유지하면서 제 1 기판(5)과 합착된다. 이 때, 상기 씰패턴(90)은 제 1 및 제 2 기판(5, 10)의 일정한 셀 갭을 유지하는 역할과, 제 1 및 제 2 기판(5, 10) 간의 이격된 빈 공간을 진공 상태로 유지하는 역할을 한다.
전술한 종래의 유기전계 발광소자의 경우, 제 1 기판(5)과 제 2 기판(10) 간을 연결전극(70) 없이 전도성 스페이서를 이용하여 구동 트랜지스터(Td)와 유기발광 다이오드(E)를 연결하는 구조로 형성할 수도 있다. 이에 대해서는 이하 첨부한 도면을 참조하여 간략히 설명하도록 한다.
도 2b는 전도성 스페이서를 이용한 콘택 구조를 나타낸 유기전계 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도로, 도 2a와의 중복 설명은 생략하고, 동일한 명칭에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하도록 한다.
도시한 바와 같이, 제 1 기판(5)에는 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터(Td)와, 구동 트랜지스터(Td)의 드레인 전극(34)을 노출하는 드레인 콘택홀(DCH)을 포함하는 보호막(55)이 형성된다.
한편, 제 2 기판(10)의 하부 면에는 표시 영역(AA)의 전면으로 제 1 전극(80)이 형성된다. 상기 제 1 전극(80)의 하부로는 화소 영역(P)별 경계부에 각각 대응하여 다수의 격벽(64)이 형성된다. 또한, 다수의 격벽(64)이 형성된 제 2 기판(10)의 하부면에는 다수의 격벽(64)에 의해 자동적으로 분리된 화소 영역(P)별로 제 1 전극(80)과 접촉하는 유기 발광층(82)과 제 2 전극(84)이 차례로 형성된다.
이 때, 상기 제 1 기판(5)에 형성된 구동 트랜지스터(Td)와 제 2 기판(10)에 형성된 유기발광 다이오드(E)는 화소 영역(P)별로 위치하는 전도성 스페이서(52)에 의해 전기적으로 각각 연결된다.
전술한 도 2a와 도 2b에서 설명한 두 구조의 경우, 모두 외부로부터의 수분이 패널(30) 내부로 유입되는 것을 차단하기 위해 직사각형 형태의 1 기판(5)과 제 2 기판(10) 간의 최외곽 네 가장자리를 따라 도포된 씰패턴(90)을 통해 제 1 및 제 2 기판(5, 10) 간을 밀봉하게 된다. 이러한 씰패턴(90)에 의해 그 최외곽 네 가장자리를 제외한 패널(30)의 내부 공간에 있어서는 제 1 기판(5)에 형성된 어레이 소자와 제 2 기판(10)에 형성된 유기발광 다이오드(E) 간에 일정한 간격이 이격된 상 태로 배치된다.
특히, 제 1 기판(5)과 제 2 기판(10)의 사이 공간은 진공 상태의 빈 공간으로 존재하게 된다. 이러한 구성은 외부로부터의 충격에 매우 취약하여 제 1 기판(5) 및 제 2 기판(10) 간의 접촉 불량을 빈번히 발생시키는 요인으로 작용하게 된다. 이 때, 제 1 및 제 2 기판(5, 10)을 합착하는 씰패턴(90)의 경계면을 타고 수분이 유입되는 문제로 장수명화를 구현하는 데 어려움이 따른다.
이를 해결하기 위한 일환으로, 유기발광 다이오드(E)의 제 2 전극(84)이 노출되는 것을 차폐하기 위한 목적으로 패시베이션층이나 칼슘, 마그네슘, 알루미늄 등의 금속층(미도시)을 더 형성하는 구조에 대한 연구가 진행되고 있다. 이 때, 패시베이션층이나 금속층을 추가적으로 형성하는 구조는 화소 영역(P)에 대응된 제 2 전극(84)을 완전히 차폐할 수는 있으나, 이를 제외한 부분, 특히 격벽(64)이나 패턴드 스페이서(50)가 형성되는 주변부에서는 외부로터의 수분 침투를 효과적으로 차단하는 것이 불가능하다는 단점이 있다.
또한, 제 2 전극(84)의 하부로 패시베이션층이나 금속층을 형성하기 위한 증착 공정시, 수 μm이하의 먼지나 이물질이 제 2 기판(10)에 빈번히 부착되는 문제가 있다. 이는 쇼트 불량에 따른 암점으로 작용하여 생산 수율을 급격히 저해하는 요인이 된다.
이외에도, 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자(1)를 중/대형화할 경우, 패널(30)의 중앙부와 외곽부에서의 노광량의 차이로 인해 패널(30) 전체의 패턴드 스페이서(50)의 높이를 정밀하게 제어하는 데 어려움이 따르게 된다. 이는 패 널(30) 내부의 일부 화소 영역(P)에서 접촉 불량을 야기하는 요인으로 작용하여 생산 수율을 급격히 저해하는 요인으로 작용한다.
종합해보면, 최근에는 계속적인 재료 및 공정 기술의 발달로 패널의 크기가 점점커지는 대면적화를 시도하고 있으나, 전술한 구조는 기계적인 특성이 현저히 떨어지는 문제에 기인하여 대면적화를 실현하는 데 한계에 봉착한 상황이다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자에 있어서, 수분 침투에 따른 유기 발광층의 수명 저하 문제를 해결하는 것을 제 1 목적으로 한다.
또한, 제 1 및 제 2 기판 간의 접촉 안정성과 소자의 내구성을 향상시키는 것을 통해 생산 수율을 향상시키는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자는 대향 합착된 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 수직 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차지점별로 형성된 스위칭 트랜지스터 및, 상기 스위칭 트랜지스터와 일대일 연결된 구동 트랜지스터와; 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 연 결된 연결전극과; 상기 제 2 기판의 하부 전면에 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극의 하부에 형성된 버퍼패턴과; 상기 버퍼패턴과 중첩된 하부로 그 단면이 역테이퍼 형태로 형성된 격벽과; 상기 격벽과 이격된 일측으로 상기 화소 영역별로 위치하는 패턴드 스페이서와; 상기 격벽 사이로 상기 제 1 전극과 접촉된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층과 접촉된 하부에 형성된 제 2 전극과; 상기 유기 발광층 및 제 2 전극의 하부 전 표면과, 상기 격벽과 중첩된 하부에 위치하는 상기 유기 발광층 및 제 2 전극의 노출된 측단면을 덮는 전도성 차폐층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 전도성 차폐층은 인듐-틴-옥사이드, 인듐-징크-옥사이드, 지르코늄-옥사이드를 포함하는 제 1 물질 그룹 중 선택된 하나로 형성될 수 있다. 상기 전도성 차폐층은 마그네슘과 칼슘을 포함하는 알칼리 금속이나 알칼리 토금속 등을 포함하는 제 2 물질 그룹 중에서 선택된 하나로 형성될 수 있다.
상기 전도성 차폐층은 상기 제 1 또는 제 2 물질 그룹 중 선택된 하나를 제 1 층으로, 상기 제 2 또는 제 1 물질 그룹 중 선택된 하나를 제 2 층으로 하는 이중층으로 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자.
또한, 상기 전도성 차폐층은 그 단면에 있어서 중앙부에서부터 양측 가장자리로 갈수록 그 증착 두께가 점점 얇아지는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자의 제조방법은 제 1 기판 상에 게이트 및 데이터 배선, 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 연결전극을 형성하는 단계와; 제 2 기판 상에 보조전극, 제 1 전극, 버퍼패턴, 패턴드 스페이서 및 격벽을 형성하는 단계와; 상기 보조전극, 제 1 전극, 버퍼패턴, 패턴드 스페이서 및 격벽이 형성된 제 2 기판을 180도 회전한 상태에서 열증발 증착 챔버로 이송하는 단계와; 상기 제 2 기판의 하부로 유기 발광층 및 제 2 전극을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층 및 제 2 전극이 형성된 제 2 기판 하부의 양측 대각선 방향에 위치하는 제 1 및 제 2 증발원을 선택적으로 가동하여 전도성 차폐층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판을 접착층으로 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 전도성 차폐층은 인듐-틴-옥사이드, 인듐-징크-옥사이드, 지르코늄-옥사이드를 포함하는 제 1 물질 그룹 중 선택된 하나로 형성될 수 있다. 상기 전도성 차폐층은 마그네슘과 칼슘을 포함하는 알칼리 금속이나 알칼리 토금속 등을 포함하는 제 2 물질 그룹 중에서 선택된 하나로 형성될 수 있다.
상기 전도성 차폐층은 상기 제 1 또는 제 2 물질 그룹 중 선택된 하나를 제 1 층으로, 상기 제 2 또는 제 1 물질 그룹 중 선택된 하나를 제 2 층으로 하는 이중층으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 전도성 차폐층은 그 단면에 있어서 중앙부에서부터 양측 가장자리로 갈수록 그 증착 두께가 점점 얇아지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 첫째, 유기 발광층 및 제 2 전극의 하부 전 표면과, 격벽과 중첩된 하부에 대응된 유기 발광층 및 제 2 전극의 노출된 측단면을 차폐하는 전도 성 차폐층을 형성하는 것을 통해 유기 발광층의 수축 불량에 따른 수명 저하 문제를 해결할 수 있다.
둘째, 어레이 소자가 형성된 제 1 기판과 유기발광 다이오드가 형성된 제 2 기판 간의 사이 공간에 접착층을 채움으로써 소자의 내구성을 향상시킬 수 있다.
--- 실시예 ---
본 발명은 유기 발광층 및 제 2 전극의 하부면과, 격벽과 중첩된 가장자리부에 대응된 측단면을 가리는 전도성 차폐층을 형성한 것을 특징으로 한다. 이 때, 어레이 소자가 형성된 제 1 기판과 유기발광 다이오드가 형성된 제 2 기판 간의 이격된 사이 공간과 전면으로 전도성과 점성을 가지는 물질로 이루어진 접착층이 더 형성된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자를 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자는 화상을 구현하는 표시 영역(AA)과, 이를 제외한 비표시 영역(NAA)으로 구분되며 서로 대향 합착된 제 1 기판(105) 및 제 2 기판(110)을 포함한다. 상기 제 1 기판(105) 및 제 2 기판(110)의 사이 공간으로는 접착층(120)이 형성된다. 이 때, 제 1 기판(105), 제 2 기판(110) 및 접착층(120)을 포함하여 패널(130)이라 한다.
상기 표시 영역(AA)은 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(DL)이 교차하여 정의되는 화소 영역(P)과, 구동 트랜지스터(Td)가 형성되는 구동 영역(Dr)과, 데이터 배선(DL)이 형성되는 데이터 영역(D) 등으로 세분화된다.
상기 화소 영역(P), 구동 영역(Dr) 및 데이터 영역(D)이 정의된 제 1 기판(105) 상에는 서로 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선(DL)을 형성한다. 상기 게이트 배선 및 데이터 배선(DL)의 교차지점에는 스위칭 트랜지스터(미도시)를 형성하고, 상기 스위칭 트랜지스터와 이격된 일측으로는 이와 연결된 구동 트랜지스터(Td)를 형성한다.
또한, 상기 스위칭 트랜지스터와 구동 트랜지스터(Td)의 상부로는 구동 트랜지스터(Td)의 드레인 전극(134)을 노출하는 드레인 콘택홀(DCH)을 포함하는 보호막(155)을 형성한다. 상기 보호막(155)의 상부로는 드레인 콘택홀(DCH)을 통해 드레인 전극(134)과 접촉된 연결전극(170)을 형성한다.
상기 보호막(155)은 산화 실리콘(SiO2)과 질화 실리콘(SiNx)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 구성되며, 필요에 따라서는 벤조싸이클로부텐(benzocyclobutene)과 포토 아크릴(photo acryl)을 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 형성될 수 있다.
상기 연결전극(170)은 제 1 층(170a)과 제 2 층(170b)이 차례로 적층된 이중층으로 형성할 수 있다. 이 때, 제 1 층(170a)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐- 징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 물질 그룹 중에서, 상기 제 2 층(170b)은 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금(MoNd)을 포함하는 도전성 물질 그룹 중에서 각각 선택될 수 있다.
상기 구동 트랜지스터(Td)는 게이트 전극(125), 반도체층(142), 소스 전극(132) 및 드레인 전극(134)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 반도체층(142)은 순수한 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어진 액티브층(140)과, 불순물을 포함하는 비정질 실리콘(n+ a-Si:H)으로 이루어진 오믹 콘택층(141)을 포함할 수 있다. 또한, 반도체층(142)은 다결정 실리콘으로 이루어진 단일층으로 형성하는 것도 무방하다.
한편, 상기 제 2 기판(110)의 하부 면에는 데이터 영역(D)에 대응하여 보조전극(160)을 형성한다. 상기 보조전극(160)의 하부로는 표시 영역(AA)의 전면을 덮는 제 1 전극(180)을 형성한다. 상기 제 1 전극(180)의 하부로는 화소 영역(P)별로 대응된 보조전극(160)을 덮는 버퍼패턴(162)을 형성한다.
상기 보조전극(160)은 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금(MoNd)을 포함하는 도전성 물질 그룹 중 선택된 하나로, 상기 제 1 전극(180)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)와 같은 일함수가 비교적 높은 투명한 도전성 물질 그룹 중 선택될 수 있다. 이 때, 상기 보조전극(160)은 비교적 저항이 큰 물질로 이루어진 제 1 전극(180)의 저항값을 낮추기 위해 형성되는 것으로, 필요에 따라서는 생략할 수도 있다.
또한, 상기 버퍼패턴(162)과 대응된 하부로는 그 단면이 역테이퍼 형상으로 이루어진 격벽(164)을 형성한다. 상기 격벽(164)과 이격된 일측으로는 화소 영 역(P)별로 일대일 대응된 패턴드 스페이서(150)를 형성한다. 또한, 상기 격벽(164)에 의해 자동적으로 분리된 화소 영역(P)별로는 제 1 전극(180)의 하부로 이와 대응되도록 접촉된 유기 발광층(182)과 제 2 전극(184)을 차례로 형성한다.
또한, 상기 유기 발광층(182)과 제 2 전극(184)의 하부로는 유기 발광층(182) 및 제 2 전극(184)의 하부 전 표면과, 격벽(164)과 중첩된 가장자리부에 대응된 유기 발광층(182) 및 제 2 전극(184)의 측단면을 덮도록 연장된 전도성 차폐층(195)을 형성한다.
상기 전도성 차폐층(195)은 단일층이나 이중층으로 형성될 수 있다. 이 때, 전도성 차폐층(195)은 전도성 물질 중에서 선택된 단일층 또는 이중층으로 형성될 수 있다. 전도성 차폐층(195)으로 사용되는 물질로는 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 지르코늄-옥사이드(ZnO)를 포함하는 제 1 물질 그룹과, 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca)을 포함하는 알칼리 금속이나 알칼리 토금속 등을 포함하는 제 2 물질 그룹이 이용될 수 있다.
보다 상세하게는, 전술한 전도성 차폐층(195)을 단일층으로 구성할 경우에는 제 1 물질 그룹 또는 제 2 물질 그룹 중에서 선택될 수 있다. 또한, 전도성 차폐층(195)을 이중층으로 구성할 경우에는 제 1 또는 제 2 물질 그룹 중 선택된 하나를 제 1 층으로, 제 2 또는 제 1 물질 그룹 중 선택된 하나를 제 2 층으로 적층 구성하는 형태로 형성될 수 있다.
이 때, 화소 영역(P) 내에 형성된 유기 발광층(182)은 역테이퍼 형태를 갖는 격벽(164)에 의해 이웃한 화소 영역(P)과 분리되며, 패턴드 스페이서(150)의 측면 및 하부면을 덮으며 형성된다. 상기 유기 발광층(182)은 화소 영역(P)별로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 발광하는 유기물질로 이루어지도록 설계하여 풀 컬러(full color)를 구현할 수 있다.
또한, 도면으로 상세히 제시하지는 않았지만, 상기 제 2 전극(184)은 삼중층의 구조로 형성될 수 있는 바, 제 1 층은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금(AlNd)으로, 제 2 층은 은(Ag)으로, 상기 제 3 층은 칼슘(Ca)으로 각각 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 제 1 층은 유기 발광층(182)과, 제 3 층은 연결전극(170)과 각각 접촉되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 제 1 전극(180)과 유기 발광층(182)과 제 2 전극(184)을 포함하여 유기발광 다이오드(E)라 한다.
또한, 상기 유기 발광층(182)과 애노드 전극의 역할을 하는 제 1 전극(180) 사이에는 정공수송층(hole transporting layer)과 정공주입층(hole injection layer)을, 상기 유기 발광층(182)과 캐소드 전극으로의 역할을 하는 제 2 전극(184) 사이에 전자주입층(electron injection layer) 및 전자수송층(electron transporting layer)을 더욱 형성할 수도 있다.
상기 제 1 기판(105)과 제 2 기판(110)의 이격된 사이 공간과 전면으로 접착층(120)이 채워진다. 이러한 접착층(120)은 제 1 기판(105)과 제 2 기판(110)을 합착하는 기능을 한다. 이 때, 상기 접착층(120)은 제 1 기판(110) 또는 제 2 기판(105)과 대응되는 면적으로, 제 1 및 제 2 기판(105, 110) 간의 이격된 사이 공간에 빈 공간이 없도록 완벽하게 충진된다. 또한, 접착층(120)은 필름 형태로 제작하고 라미레이션 방식으로 접착할 수도 있다.
상기 접착층(120)은 화소 영역(P)별로 위치하는 어레이 소자와 유기발광 다이오드(E)를 전기적으로 연결하는 전도성 물질로 이루어진다. 또한, 이러한 접착층(120)은 점성 및 접착 특성을 가지는 물질이 혼합된 형태로 제작될 수 있다.
상기 접착층(120)은 무기 화합물을 기본 베이스 물질로 하고, 무기 화합물에 유기 화합물이나 유기 및 무기 화합물의 혼합물로 이루어질 수 있다. 이러한 무기 화합물은 카본 블랙(carbon black), 카본 나노튜브(carbon nanotube), 반도체 나노결정(semiconductor nanocrystal), 금속 나노결정(metal nanocrystal) 등을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 무기 화합물은 두 종류 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기 화합물은 펜타센 계열, PPV(poly<p-phenylen vinylene>)계열의 물질 그룹 중에서 선택될 수 있다. 특히, 상기 접착층(120)의 비저항은 6× 106Ωcm 이하, 열전도도는 0.19W/mK 이상, 투습도는 1000g/m 이하인 것을 특징으로 한다. 이러한 접착층(120)의 두께는 10nm 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.
전술한 구성은 유기 발광층(182) 및 제 2 전극(184)의 하부 전 표면과, 격벽(164)과 중첩된 위치에 대응된 유기 발광층(182) 및 제 2 전극(184)의 노출된 측단면을 덮는 전도성 차폐층(195)을 통해 수분 침투에 따른 유기 발광층(182)의 수축 불량을 최소화할 수 있는 것을 제 1 특징으로 한다.
또한, 제 1 기판(105) 및 제 2 기판(110)의 내부 전면으로 전도성, 점성 및 접착 특성을 가지는 접착층(120)을 이용하여 제 1 및 제 2 기판(105, 110)을 대향 합착하는 것을 통해 패널(130)의 내구성을 향상시킬 수 있고, 나아가 대면적화에 적극적으로 대응해 나갈 수 있는 것을 제 2 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에서는 첫째, 유기 발광층 및 제 2 전극의 하부 전표면과, 격벽과 중첩된 하부에 대응된 유기 발광층 및 제 2 전극의 노출된 측단면을 차폐하는 전도성 차폐층을 형성하는 것을 통해 유기 발광층의 수축 불량에 따른 수명 저하 문제를 해결할 수 있다.
둘째, 어레이 소자가 형성된 제 1 기판과 유기발광 다이오드가 형성된 제 2 기판 간의 사이 공간에 접착층을 채움으로써 소자의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자의 제조방법을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자의 제조방법을 공정 순서에 따라 차례로 나타낸 공정 단면도이다.
도 4a는 제 1 기판 상에 어레이 소자를 형성하는 단계를 나타낸 공정 단면도이다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 제 1 기판(105) 상에 화소 영역(P), 구동 영역(Dr) 및 데이터 영역(D)을 정의하는 단계를 진행한다. 상기 화소 영역(P)은 게이트 배선과 데이터 배선(DL)이 수직 교차하여 정의하는 영역이고, 상기 구동 영역(Dr)은 구동 트랜지스터(Td), 데이터 영역(D)은 데이터 배선(DL)이 각각 형성되는 영역이다.
상기 화소 영역(P), 구동 영역(Dr) 및 데이터 영역(D)으로 구분된 제 1 기 판(105) 상에 수직 교차하는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(DL)을 형성한다. 다음으로, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선(DL)의 교차지점별로는 스위칭 트랜지스터(미도시)를 형성하고, 상기 스위칭 트랜지스터와 이격된 일측으로 이와 연결된 구동 트랜지스터(Td)를 화소 영역(P)별로 형성한다.
다음으로, 상기 스위칭 트랜지스터와 구동 트랜지스터(Td)의 상부로는 구동 트랜지스터(Td)의 드레인 전극(134)을 노출하는 드레인 콘택홀(DCH)을 포함하는 보호막(155)을 형성한다. 상기 보호막(155)은 산화 실리콘(SiO2)과 질화 실리콘(SiNx)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 구성되며, 필요에 따라서는 벤조싸이클로부텐(benzocyclobutene)과 포토 아크릴(photo acryl)을 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 보호막(155) 상에는 드레인 콘택홀(DCH)을 통해 구동 트랜지스터(Td)의 드레인 전극(134)과 연결된 연결 전극(170)을 형성한다. 상기 연결전극(170)은 제 1 층(170a)과 제 2 층(170b)이 차례로 적층된 이중층으로 형성할 수 있다. 이 때, 제 1 층(170a)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 물질 그룹 중에서, 상기 제 2 층(170b)은 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금(MoNd)을 포함하는 도전성 물질 그룹 중에서 각각 선택될 수 있다.
도 4b 내지 도 4f는 제 2 기판에 유기발광 다이오드를 형성하는 단계를 나타낸 공정 단면도이다.
도 4b에 도시한 바와 같이, 제 2 기판(110)의 상부로 유기발광 다이오드(E)가 형성될 발광 영역(EA)과 보조전극(160)이 형성될 보조 영역(B)을 정의하는 단계를 진행한다. 이러한 발광 영역(EA)은 제 1 기판(도 4a의 105)의 화소 영역(도 4a의 P)과, 보조 영역(B)은 데이터 영역(도 4a의 D)과 각각 대응될 수 있다.
상기 발광 영역(EA) 및 보조 영역(B)이 정의된 제 2 기판(110)의 상부로 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금(MoNd)을 포함하는 도전성 물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 이를 패턴하여, 보조 영역(B)에 대응된 보조전극(160)을 형성한다.
다음으로, 상기 보조전극(160)이 형성된 제 2 기판(110)의 상부 전면으로 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 제 1 전극(180)을 형성한다. 상기 제 1 전극(180)이 형성된 제 2 기판(110)의 상부로는 산화 실리콘(SiO2)과 질화 실리콘(SiNx)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 이를 패턴하여, 상기 보조전극(160)을 덮는 다수의 버퍼패턴(162)을 형성한다. 이 때, 상기 보조전극(160)과 제 1 전극(180)은 스퍼터링 공정으로, 버퍼패턴(162)은 플라즈마 화학기상증착 공정으로 각각 형성될 수 있다.
도 4c에 도시한 바와 같이, 보조전극(160), 버퍼패턴(162) 및 제 1 전극(180)이 형성된 제 2 기판(110)의 상부면에 대응하여 다수의 버퍼패턴(162)과 이격된 일측으로 화소 영역(P)별로 일대일 대응되는 패턴드 스페이서(150)를 형성한다. 다음으로, 상기 패턴드 스페이(150)가 형성된 제 2 기판(110)의 상부로 그 단 면이 역테이퍼 형태로 이루어진 격벽(164)을 형성한다. 이 때, 상기 격벽(164)을 먼저 형성하는 것도 무방하다.
도 4d에 도시한 바와 같이, 보조전극(160), 버퍼패턴(162), 제 1 전극(180), 패턴드 스페이(150) 및 격벽(164)이 형성된 제 2 기판(110)은 180도 회전한 상태에서 열증발 증착 챔버(미도시)로 이송된다.
다음으로, 상기 격벽(164)에 의해 구분된 화소 영역(P)별로는 제 1 전극(180)과 접촉하는 유기 발광층(182)을 형성한다. 이 때, 상기 유기 발광층(182)은 화소 영역(P)별로 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 발광하는 유기물질을 순차적으로 증착하는 반복 공정에 의해 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 격벽(164)에 의해 구분된 화소 영역(P)별로 유기 발광층(182)과 대응되는 제 2 전극(184)을 형성한다. 상기 제 2 전극(184)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag) 및 칼슘(Ca) 등을 포함하는 분말 형태의 금속 물질 중 선택된 하나 또는 둘 이상을 증착하는 것에 의해 형성될 수 있다. 전술한 유기 발광층(182) 및 제 2 전극(184)은 열증발 증착법을 이용한 증착 공정에 의해 형성될 수 있다.
도면으로 상세히 제시하지는 않았지만, 이 때, 상기 제 2 전극(184)은 삼중층의 구조로 형성될 수 있는 바, 제 1 층은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금(AlNd)으로, 제 2 층은 은(Ag)으로, 상기 제 3 층은 칼슘(Ca)으로 각각 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 제 1 층은 유기 발광층(182)과, 제 3 층은 연결전극(170)과 각각 접촉되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 제 1 전극(180)과 유기 발광 층(182)과 제 2 전극(184)을 포함하여 유기발광 다이오드(E)라 한다.
다음으로, 도 4e에 도시한 바와 같이, 유기발광 다이오드 등이 형성된 제 2 기판은 챔버 간의 이동 없이 후속 공정이 진행된다. 즉, 전술한 유기 발광층 및 제 2 전극을 형성하기 위해 사용된 열증발 증착 챔버의 내부에서 후속 공정이 진행될 수 있다. 이 때, 상기 제 2 기판과 이격된 하부로는 특정 위치, 즉 제 2 기판과 이격된 좌측(1) 및 우측(2)으로 증착원료가 채워진 제 1 및 제 2 증발원(195, 196)이 고정되도록 위치한다. 이러한 제 1 및 제 2 증발원(195, 196)으로는 도가니가 이용될 수 있다.
상기 증착원료는 나노 분말 형태의 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO) 및 지르코늄-옥사이드(ZnO)를 포함하는 제 1 물질 그룹, 마그네슘(Mg) 및 칼슘(Ca)을 포함하는 알칼리 금속이나 알칼리 토금속 등을 포함하는 제 2 물질 그룹이 이용될 수 있다.
이 때, 상기 제 2 기판(110)은 360도 회전이 가능한 스핀 방식(spin type)이나, 일정한 좌우 방향으로의 이동이 가능한 스캔 방식(scan type)에 의해 그 위치를 달리할 수 있다. 제 1 및 제 2 증발원(195, 196)으로부터의 증착원료를 날려 제 2 전극(184)의 하부면으로 증착 공정을 진행하게 된다.
이 때, (1)에 고정된 제 1 증발원(195)으로부터의 증착원료를 증발시킬 경우에는 (1)의 대각선 방향에 위치하는 방향, 즉 격벽(164)과 중첩된 일측 하부에 대응된 유기 발광층(182) 및 제 2 전극(184)의 노출된 측단면을 덮으며 증착된다. 이와 마찬가지로, (1)에 고정된 제 1 증발원(195)의 가동을 정지시키고, (2)에 고 정된 제 2 증발원(196)으로부터의 증착원료를 증발시킬 경우에는 (2)의 대각선 방향에 위치하는 방향인 타측으로 유기 발광층(182) 및 제 2 전극(184)의 노출된 측단면을 덮으며 증착된다.
도 4f에 도시한 바와 같이, 전술한 증착 공정이 완료되면, 제 2 전극(184) 및 유기 발광층(182)의 하부 전면과, 격벽(164)과 중첩된 하부 양측면에 위치하는 제 2 전극(184) 및 유기 발광층(182)의 측단면을 덮는 전도성 차폐층(195)이 형성된다.
도면으로 상세히 제시하지는 않았지만, 전도성 차폐층(195)을 형성하는 증착 공정에 있어서 격벽(164)과 중첩된 하부면을 가리도록 설계된 새도우 마스크(미도시)가 더 장착될 수 있다. 특히, 격벽(164)의 상부면에 위치하는 금속 물질과의 전기적 도통이 발생되지 않도록 새도우 마스크와의 각도 및 이격 거리를 조절하는 것이 바람직하다.
따라서, 전술한 방식에 의해 형성되는 전도성 차폐층(190)은 그 단면에 있어서 중앙부에서부터 양측 가장자리로 갈수록 그 증착 두께가 점점 얇아지는 형상을 가질 수 있다.
이 때, 전도성 차폐층(195)은 증착원료를 선택적으로 달리하는 것을 통해 단일층 또는 이중층으로 형성할 수 있다. 즉, 전술한 전도성 차폐층을 단일층으로 형성할 경우에는 제 1 및 제 2 물질 그룹 중에서 선택될 수 있다. 또한, 이중층으로 형성할 경우에는 제 1 또는 물질 그룹 중 선택된 하나를 제 1 층으로, 제 2 또는 제 1 물질 그룹 중 선택된 하나는 제 2 층으로 적용할 수 있다.
도 4g는 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계를 나타낸 공정 단면도이다.
도 4g에 도시한 바와 같이, 다수의 구동 트랜지스터(Td) 및 연결전극(170) 등이 형성된 제 1 기판(105)과 유기발광 다이오드(E) 등이 형성된 제 2 기판(110)의 사이 공간과 전면으로 전도성과 점성을 가지는 물질로 이루어진 접착층을 형성한다. 이러한 접착층은 제 1 기판 및 제 2 기판을 합착하는 기능을 한다. 이 때, 상기 제 1 기판(105)의 화소 영역(P)과 제 2 기판(110)의 발광 영역(EA)은 대응되도록 합착된다.
전술한 합착 공정에 의해 제 1 기판에 위치하는 유기발광 다이오드(E)의 제 2 전극(184)은 화소 영역별로 위치하는 패턴드 스페이서(150)에 의해 제 1 기판(105)에 위치하는 연결전극(170)과 개별적으로 연결된다. 특히, 제 2 전극의 하부면을 덮는 전도성 차폐층은 도전성 물질로 이루어지므로 연결전극과의 도통에 영향을 미치지 않는다.
이상으로, 본 발명에 따른 유기전계 발광소자를 제작하는 공정이 완료된다.
도 5a는 전도성 차폐층을 나타낸 시뮬레이션으로, 보다 상세하게는 제 2 전극 및 유기 발광층의 측단면을 덮도록 전도성 차폐층을 형성한 것을 나타낸 실측 도면이다. 이 때, 시뮬레이션에서는 제 2 기판 상에 제 1 전극, 유기 발광층, 제 2 전극과 격벽을 형성한 상태에서 실험을 진행하였다.
도시한 바와 같이, 제 2 기판(110) 상에는 제 1 전극(180)이 형성되고, 상기 제 1 전극 상의 발광 영역에 대응하여 유기 발광층 및 제 2 전극이 차례로 형성된 다. 또한, 보조 영역에 대응하여 격벽이 형성된다.
이 때, 상기 제 2 전극(184)의 상부와, 격벽과 중첩된 하부 면에 대응되는 유기 발광층(182) 및 제 2 전극(184)의 측단면을 차폐하는 전도성 차폐층(195)이 형성된 것을 확인할 수 있다.
도 5b 및 도 5c는 본 발명에 따른 신뢰성 평가를 진행한 각각의 시뮬레이션으로, 특히, 도 5b는 접착층 만을 형성했을 때, 도 5c는 접착층과 전도성 차폐층을 모두 형성했을 때의 결과를 나타낸 것이다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 어레이 소자가 형성된 제 1 기판과 유기발광 다이오드(E)가 형성된 제 2 기판의 사이로 접착층을 형성하고, 유기발광 다이오드(E)의 제 2 전극의 하부로 전도성 차폐층을 형성하지 않았을 경우에는 시간의 경과에 따라 셀 수축의 발생이 심화된 것을 확인할 수 있다.
이에 반해, 도 5c에 도시한 바와 같이, 제 1 기판 및 제 2 기판의 사이로 접착층을 형성하고, 제 2 전극의 하부로 전도성 차폐층을 형성했을 경우에는 장시간이 경과하더라도 셀 수축은 전혀 발생되지 않았음을 확인할 수 있다.
위 실험 데이터에서 제시하는 바와 같이, 전도성 차폐층을 형성할 경우 유기 발광층의 수명을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 유기 발광층 및 제 2 전극의 하부 전면에 위치하고, 격벽과 중첩된 하부면으로 연장되는 전도성 차폐층의 설계로 셀 수축에 기인한 유기발광 다이오드의 수명 저하 문제를 개선할 수 있다.
그러나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 정신 및 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형 및 변경할 수 있다는 것은 자명한 사실일 것이다.
도 1은 일반적인 능동 매트릭스 방식의 유기전계 발광소자의 단위 화소에 나타낸 회로도.
도 2a는 종래에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2b는 전도성 스페이서를 이용한 콘택 구조를 나타낸 유기전계 발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자를 나타낸 단면도.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명에 따른 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자의 제조방법을 공정 순서에 따라 차례로 나타낸 공정 단면도.
도 5a는 전도성 차폐층을 나타낸 시뮬레이션.
도 5b 및 도 5c는 본 발명에 따른 신뢰성 평가를 진행한 각각의 시뮬레이션.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
105 : 제 1 기판 110 : 제 2 기판
120 : 접착층 125 : 게이트 전극
130 : 패널 132 : 소스 전극
134 : 드레인 전극 142 : 반도체층
145 : 게이트 절연막 150 : 패턴드 스페이서
155 : 보호막 160 : 보조전극
162 : 버퍼패턴 164 : 격벽
170 : 연결전극 180 : 제 1 전극
182 : 유기 발광층 184 : 제 2 전극
195 : 전도성 차폐층 E : 유기발광 다이오드
D : 데이터 배선
Claims (10)
- 대향 합착된 제 1 기판 및 제 2 기판과;상기 제 1 기판 상에 수직 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과;상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차지점별로 형성된 스위칭 트랜지스터 및, 상기 스위칭 트랜지스터와 일대일 연결된 구동 트랜지스터와;상기 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 연결전극과;상기 제 2 기판의 하부 전면에 형성된 제 1 전극과;상기 제 1 전극의 하부에 형성된 버퍼패턴과;상기 버퍼패턴과 중첩된 하부로 그 단면이 역테이퍼 형태로 형성된 격벽과;상기 격벽과 이격된 일측으로 상기 화소 영역별로 위치하는 패턴드 스페이서와;상기 격벽 사이로 상기 제 1 전극과 접촉된 유기 발광층과;상기 유기 발광층과 접촉된 하부에 형성된 제 2 전극과;상기 유기 발광층 및 제 2 전극의 하부 전 표면과, 상기 격벽과 중첩된 하부에 위치하는 상기 유기 발광층 및 제 2 전극의 노출된 측단면을 덮는 전도성 차폐층을 포함하는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 전도성 차폐층은 인듐-틴-옥사이드, 인듐-징크-옥사이드, 지르코늄-옥사이드를 포함하는 제 1 물질 그룹 중 선택된 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 전도성 차폐층은 마그네슘과 칼슘을 포함하는 알칼리 금속이나 알칼리 토금속 등을 포함하는 제 2 물질 그룹 중에서 선택된 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자.
- 제 2 또는 제 3 항에 있어서,상기 전도성 차폐층은 상기 제 1 또는 제 2 물질 그룹 중 선택된 하나를 제 1 층으로, 상기 제 2 또는 제 1 물질 그룹 중 선택된 하나를 제 2 층으로 하는 이중층으로 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 전도성 차폐층은 그 단면에 있어서 중앙부에서부터 양측 가장자리로 갈수록 그 증착 두께가 점점 얇아지는 것을 특징으로 하는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자.
- 제 1 기판 상에 게이트 및 데이터 배선, 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 연결전극을 형성하는 단계와;제 2 기판 상에 보조전극, 제 1 전극, 버퍼패턴, 패턴드 스페이서 및 격벽을 형성하는 단계와;상기 보조전극, 제 1 전극, 버퍼패턴, 패턴드 스페이서 및 격벽이 형성된 제 2 기판을 180도 회전한 상태에서 열증발 증착 챔버로 이송하는 단계와;상기 제 2 기판의 하부로 유기 발광층 및 제 2 전극을 형성하는 단계와;상기 유기 발광층 및 제 2 전극이 형성된 제 2 기판 하부의 양측 대각선 방향에 위치하는 제 1 및 제 2 증발원을 선택적으로 가동하여 전도성 차폐층을 형성하는 단계와;상기 제 1 기판 및 제 2 기판을 접착층으로 합착하는 단계를 포함하는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 전도성 차폐층은 인듐-틴-옥사이드, 인듐-징크-옥사이드, 지르코늄-옥사이드를 포함하는 제 1 물질 그룹 중 선택된 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 전도성 차폐층은 마그네슘과 칼슘을 포함하는 알칼리 금속이나 알칼리 토금속 등을 포함하는 제 2 물질 그룹 중에서 선택된 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자의 제조방법.
- 제 7 또는 제 8 항에 있어서,상기 전도성 차폐층은 상기 제 1 또는 제 2 물질 그룹 중 선택된 하나를 제 1 층으로, 상기 제 2 또는 제 1 물질 그룹 중 선택된 하나를 제 2 층으로 하는 이중층으로 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 전도성 차폐층은 그 단면에 있어서 중앙부에서부터 양측 가장자리로 갈 수록 그 증착 두께가 점점 얇아지는 것을 특징으로 하는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자의 제조방법.
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