KR20110053017A - 유기전계발광소자 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 백색광이 최적의 효율을 갖는 유기전계발광소자에 관한 것이다.

본 발명은 풀 컬러 OLED의 백색 서브픽셀에 오버코트층을 삭제하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, OLED에서 구현되는 고휘도의 백색광이 최적의 효율(optimize)을 갖게 된다.

따라서, 고휘도의 백색광이 최적의 효율을 갖도록 함으로써, OLED의 전체적인 효율을 향상시키게 된다.

유기전계발광소자, 풀 컬러, 백색 서브픽셀, 오버코트층

Description

유기전계발광소자 및 이의 제조방법{Organic electro-luminescence device and method for fabricating of the same}

본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 백색광이 최적의 효율을 갖는 유기전계발광소자에 관한 것이다.

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.

위와 같은 평판표시장치 중에서, 유기전계발광소자(이하, OLED라 함)는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다.

그리고, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면 에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다.

특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다.

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.

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.

도 1은 일반적인 액티브 매트릭스 타입 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 도면이며, OLED는 하부 발광방식이다.

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 서로 이격되어 있고, 이의 가장자리부는 실패턴(seal pattern : 20)을 통해 봉지되어 합착된다.

이를 좀더 자세히 살펴보면, 제 1 기판(1)의 상부에는 각 화소영역(P) 별로 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있고, 유기전계발광 다이오드(E)를 구성하는 제 1 전극(11)과, 유기발광층(13)과, 제 2 전극(15)이 순차적으로 형성되어 있다. 제 1 전극(11)은 구동 박막트랜지스터(DTr)와 전기적으로 연결된다.

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.

그리고 제 2 기판(2)의 내부면에는 외부의 수분을 차단하는 흡습제(미도시)가 형성된다.

최근, 풀컬러 OLED(10)의 연구가 활발히 진행되고 있는 추세에서, 유기전계발광 다이오드(E)는 각 서브픽셀(SP) 별로 각각 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러를 발하게 된다.

특히, 높은 백색 휘도를 얻기 위하여 R, G, B 서브픽셀에 백색(W)의 컬러를 발하는 서브픽셀을 부가하여, 4개의 서브픽셀이 하나의 화소(P)를 이루는 방식이 최근에 사용되고 있다.

즉, 풀컬러 OLED(10)는 R, G, B, W의 서브픽셀이 하나의 화소(pixel)를 이루게 된다.

이때, R, G, B 서브픽셀은 각 적(R), 녹(G), 청색(B)의 컬러필터를 통해 컬러를 발하게 되며, 백색(W) 서브픽셀은 별도의 컬러필터를 사용하지 않고, 유기전계발광 다이오드(E) 자체에서 발하는 백색광을 통해 백색 컬러를 발하게 된다.

한편, 도 2의 그래프를 참조하여 풀 컬러 OLED(10)의 백색광 스펙트럼을 살펴보면, 백색광 스펙트럼에 위글(wiggle : A)이 발생하는 것을 확인할 수 있는데, 이는, 풀 컬러 OLED(10)에서 구현되는 고휘도의 백색광이 최적의 효율(optimize)로 구현되지 않기 때문이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 풀 컬러 OLED에서 최적의 효율을 갖는 고휘도의 백색광을 구현하고자 하는 것을 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, R, G, B, W 서브픽셀 별로 구동 박막트랜지스터가 형성된 제 1 기판과; 상기 R, G, B 서브픽셀에 각각 형성된 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터와; 상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터를 상부에 형성되며, 상기 W 서브픽셀을 제외한 상기 R, G, B 서브픽셀에 형성된 오버코트층과; 상기 R, G, B, W 서브픽셀 내에 형성된 유기전계발광 다이오드와; 상기 제 1 기판과 일정간격 이격되어 합착되는 제 2 기판을 포함하는 유기전계발광소자를 제공한다.

또한, 본 발명은 제 1 기판의 일면에 각 R, G, B, W 서브픽셀 별로 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 R, G, B 서브픽셀에 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터를 형성하는 단계와; 상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터를 포함하는 상기 제 1 기판의 전면에 오버코트층을 형성하는 단계와; 상기 W 서브픽셀 에 형성된 오버코트층을 식각하여 제거하는 단계와; 상기 R, G, B, W 서브픽셀 내에 유기전계발광 다이오드를 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착시키는 단계를 포함하는 유기전계발광소자 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 오버코트층은 포지티브 타입으로 마스크를 통해 패터닝되며, 상기 마스크는 상기 W 서브픽셀 영역에 투과부가 대응하며, 상기 오버코트층은 네가티브 타입으로 마스크를 통해 패터닝되며, 상기 마스크는 상기 W 서브픽셀 영역에 차단부가 대응한다.

그리고, 상기 구동 박막트랜지스터는 반도체층, 게이트전극, 소스 및 드레인전극으로 이루어지며, 상기 유기전계발광 다이오드는 제 1 및 제 2 전극과 발광층으로 이루어지며, 상기 콘택홀은 상기 드레인전극을 노출하며, 상기 제 1 전극은 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인전극과 접촉한다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 풀 컬러 OLED의 백색 서브픽셀에 오버코트층을 삭제함으로써, 이를 통해, OLED에서 구현되는 고휘도의 백색광이 최적의 효율(optimize)을 갖게 되는 효과가 있다.

따라서, 고휘도의 백색광이 최적의 효율을 갖도록 함으로써, OLED의 전체적인 효율을 향상시키게 되는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OLED를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 4는 도 3의 일부를 확대 도시한 단면도이다.

설명에 앞서, OLED(100)는 발광된 빛의 투과방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉘게 되는데, 이하 본 발명에서는 하부 발광방식을 일예로 설명하도록 하겠다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하부발광 방식 OLED(100)는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계발광 다이오드(E)가 형성된 제 1 기판(101)과, 제 1 기판(101)과 마주하며 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(102)으로 구성되며, 제 1 및 제 2 기판(101, 102)은 서로 이격되어 있고, 이의 가장자리부는 실패턴(seal pattern : 120)을 통해 봉지되어 합착된다.

그리고, 제 2 기판(102)의 내부면에는 외부로부터 침투된 수분을 제거하는 흡습제(미도시)가 형성된다.

이러한, OLED(100)는 하나의 화소(P)가 다수개의 서브픽셀(SP)로 이루어지며, 각 서브픽셀(SP)은 또한 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되는 구동영역(DA) 그리고 뱅크(221)가 형성되는 비화소영역(NA), 컬러필터(223)가 형성되는 발광영역(PA)으로 이루어진다.

이에, 제 1 기판(101) 상의 각 서브픽셀(SP)의 구동영역(DA)에는 반도체층(201)이 형성되는데, 반도체층(201)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(201a) 그리고 액티브영역(201a) 양측면으로 고농도의 불순물 이 도핑된 소스 및 드레인영역(201b, 201c)으로 구성된다.

이러한 반도체층(201) 상부로는 게이트절연막(203)이 형성되어 있다.

게이트절연막(203) 상부로는 반도체층(201)의 액티브영역(201a)에 대응하여 게이트전극(205)과 도면에 나타내지 않았지만 일방향으로 연장하는 게이트배선이 형성되어 있다.

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.

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.

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.

이때 도면에 나타나지 않았지만, 게이트배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터배선(미도시)이 형성되어 있다. 그리고, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로, 구동 박막트랜지스 터(DTr)와 연결된다.

그리고, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)는 도면에서는 반도체층(201)이 폴리실리콘 반도체층으로 이루어진 탑 게이트(top gate) 타입을 예로서 보이고 있으며, 이의 변형예로서 순수 및 불순물의 비정질질실리콘으로 이루어진 보텀 케이트(bottom gate) 타입으로 형성될 수도 있다.

그리고, 소스 및 드레인전극(211, 213) 상부로 제 2 층간절연막(207b)이 형성되어 있다.

그리고, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)가 형성되는 영역인 구동영역(DA)의 일측의 발광영역(PA)에는 제 2 층간절연막(207b) 상부에 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러필터(123)가 형성되어 있다.

따라서, 본 발명의 OLED(100)는 각 R, G, B 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 R, G, B 컬러를 발하게 되어, 풀컬러를 구현하게 된다.

특히, 본 발명의 OLED(100)는 높은 백색 휘도를 얻기 위하여 R, G, B 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에 백색(W)의 컬러를 발하는 서브픽셀(W-SP)을 더욱 부가하여, 4개의 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP, W-SP)이 하나의 화소(P)를 이루게 된다.

즉, 본 발명의 풀컬러 OLED(100)는 R, G, B, W의 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP, W-SP)이 하나의 화소(P)를 이루게 된다.

이때, W 서브픽셀(W-SP)은 별도의 백색 컬러필터를 구비하지 않고, 유기전계발광 다이오드(E)로부터 발광되는 광을 통해 백색 컬러를 구현하게 된다.

또한, 이러한 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 컬러필터(123)가 형성된 제 2 층간절연막(207b) 상부에 오버코트층(135)을 형성하는데, 이때, 제 2 층간절연막(207b)과 오버코트층(135)은 드레인전극(213)을 노출시키는 드레인콘택홀(CH)이 형성되어 있다.

이때, 오버코트층(135)은 컬러필터(123)를 보호하는 역할을 하는데, 본 발명의 풀 컬러 OLED(100)는 백색의 컬러를 발하는 서브픽셀(W-SP)에는 오버코트층(135)이 형성되지 않는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 본 발명의 OLED(100)에서 구현되는 고휘도의 백색광이 최적의 효율(optimize)을 갖게 된다. 이에 대해 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

그리고, 제 2 층간절연막(207b)과 오버코트층(135) 상부의 실질적으로 화상을 표시하는 영역에는 유기전계발광 다이오드(E)를 구성하는 제 1 전극(111)과 유기발광층(113) 그리고 제 2 전극(115)이 순차적으로 형성되어 있다.

제 1, 2 전극(111, 115)과 그 사이에 형성된 유기발광층(113)은 유기전계발광 다이오드(E)를 이루게 된다.

여기서, 제 1 전극(111)은 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP, W-SP)별로 형성되는데, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP, W-SP) 별로 형성된 제 1 전극(111) 사이의 비화소영역(NA)에는 뱅크(bank : 221)가 위치한다.

즉, 뱅크(221)는 기판(101) 전체적으로 격자 구조의 매트릭스 타입으로 형성되어, 뱅크(221)를 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP, W-SP) 별 경계부로 하여 제 1 전극(111)이 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP, W-SP) 별로 분리된 구조로 형성되어 있다.

이러한 제 1 전극(111)은 제 2 층간절연막(207b)과 오버코트층(135)에 형성된 드레인콘택홀(CH)을 통해 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(213)과 연결된다.

이와 같은 경우에, 제 1 전극(111)은 애노드(anode) 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 비교적 높은 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 제 2 전극(115)은 캐소드(cathode)의 역할을 하기 위해 비교적 일함수 값이 낮은 금속물질인 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금(AlNd)으로 이루어지도록 한다.

따라서, 유기발광층(113)에서 발광된 빛은 제 1 전극(111)을 향해 방출되는 하부 발광방식으로 구동된다.

그리고, 유기발광층(113)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.

이러한 OLED(100)는 선택된 색 신호에 따라 제 1 전극(111)과 제 2 전극(115)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(111)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(115)으로부터 인가된 전자가 유기발광층(113)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이 될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다.

이때, 발광된 빛은 투명한 제 2 전극(115)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, OLED(100)는 임의의 화상을 구현하게 된다.

이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E) 상부에는 제 2 기판(102)을 구비하여, 제 1 및 제 2 기판(101, 102)은 가장자리가 실패턴(120)을 통해 서로 이격되어 합착된다.

이를 통해, OLED(100)는 인캡슐레이션(encapsulation)된다.

한편, 앞서 전술한 바와 같이, 본 발명의 OLED(100)는 높은 백색 휘도를 갖는 풀 컬러를 구현하기 위하여 R, G, B, W 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP, W-SP)을 구비하고, 특히, W 서브픽셀(W-SP)에 오버코트층(135)을 형성하지 않음으로써, OLED(100)에서 구현되는 고휘도의 백색광이 최적의 효율(optimize)을 갖게 된다.

이에 대해 아래 그래프와 표를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 5의 그래프를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 풀 컬러 OLED(도 3의 100)의 백색광 스펙트럼을 살펴보면, 기존의 풀 컬러 OLED(도 1의 10)의 백색광 스펙트럼에 위글(도 2의 A)이 발생하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 풀 컬러 OLED(도 3의 100)의 백색광 스펙트럼에서는 위글이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

즉, 본 발명의 OLED(도 3의 100)는 고휘도의 백색광이 최적의 효율을 갖는 것을 알 수 있다.

아래 표(1)은 W 서브픽셀(도 3의 W-SP)에 오버코트층(도 3의 135)을 형성하 지 않음으로써 기존 대비 OLED(도 3의 100)의 발광효율이 향상되는 것을 나타낸 실험데이터 비교표이다.

여기서, 발광효율은 OLED(도 3의 100)에 기준전류를 인가하였을 경우 측정한 휘도를 인가한 전류로 나눈 값으로, 값이 클수록 발광효율이 높다.

발광효율은 OLED(도 3의 100)의 내부에서 발생되는 광량을 나타내는 내부양자효율(internal quantum efficiency)과 OLED(도 3의 100)의 외부에서 발생되는 광량을 나타내는 외부양자효율(external quantum efficiency)에 의해 결정된다.

그리고, 양자효율은 외부에서 주입된 전류에 대한 OLED(도 3의 100)에서 발생되는 광량 즉 휘도를 외부에서 측정한 값이다. 여기서, 양자효율 값이 높을수록 높은 휘도를 갖는다.

	전류(A)	전압(V)	발광효율 (cd/A)	전력소비효율 (lm/W)	양자효율 (%)	휘도 (cd/m2)
오버코트층이 형성된 백색 서브픽셀을 포함하는 OLED	0.0009	7.58	46.44	19.23	0.25	4644
오버코트층이 형성되지 않은 백색 서브픽셀을 포함하는 OLED	0.0009	7.32	48.53	20.82	0.27	4853

표(1)

표(1)을 참조하면, 동일 전류를 인가하였을 때, W 서브픽셀(도 3의 W-SP)에 오버코트층(도 3의 135)을 형성하지 않음으로써, 기존에 비해 구동전압이 약 0.26V 낮아지게 되며, 발광효율은 2.09cd/A 향상됨을 확인할 수 있다.

또한, 전력소비효율 또한 약 1.59lm/W, 양자효율은 약 0.02% 그리고 휘도는 209cd/m2 향상됨을 확인할 수 있다.

이렇듯, 고휘도의 백색광이 최적의 효율을 갖도록 함으로써, OLED(도 3의 100)의 전체적인 효율이 향상됨을 알 수 있다.

도 6a ~ 6g는 본 발명의 실시예에 따른 풀 컬러 OLED의 유기전계발광 다이오드 기판의 제조 단계별 단면도이다.

도 6a에 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.

그리고, 소스 및 드레인전극(211, 213) 상부로, 제 2 층간절연막(207b)이 형성되어 있으며, 제 2 층간절연막(207a) 상부로는, R 서브픽셀(R-SP)과 G 서브픽셀(G-SP) 그리고 B 서브픽셀(B-SP) 별로 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 발하는 컬러필터(123)가 형성되어 있다.

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.

이때, 반도체층(201)의 탈수소 과정을 거쳐 열처리에 의해 폴리실리콘으로 결정화하는 공정을 더욱 포함한다.

다음으로 반도체층(201)이 형성된 기판(101) 상에 제 1 절연물질을 증착하여 게이트절연막(203)을 형성한 후, 게이트절연막(203) 상부에 제 1 금속층을 증착한 후, 앞서 설명한 바와 같이 마스크 공정을 통해 반도체층(201)의 중앙부에 제 1 금속층을 게이트전극(205)으로 형성한다.

여기서, 제 1 절연물질은 무기절연물질인 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(Si0₂) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

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.

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.

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.

이로써 액티브영역(201a)과 소스 및 드레인영역(201b, 201c)으로 이루어진 반도체층(201)을 완성하게 된다.

다음으로 게이트전극(205)을 포함하여 노출된 소스 및 드레인영역(201b, 201c) 상부로 무기절연물질을 증착하고 마스크공정을 진행하여 패터닝함으로써, 게 이트전극(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.

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.

이때, 소스 및 드레인전극(211, 213)은 게이트전극(205)을 사이에 두고 서로 이격하게 위치한다.

다음으로 소스 및 드레인전극(211, 213)이 형성된 기판(101) 전면에 포토아크릴(photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB) 등의 유기절연물질을 도포하여, 기판(101) 전면에 제 2 층간절연막(207b)을 형성한다.

이때, 제 2 층간절연막(207b)은 드레인전극(213)을 노출하는 드레인전극 콘택홀(215)을 가진다.

다음으로 제 2 층간절연막(207b)이 형성된 기판(101)의 전면에 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 발하는 유기물질을 증착하고 마스크공정을 진행하여 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP, W-SP) 별로 패터닝함으로써, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(123)를 형성한다.

이때, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(123)는 R 서브픽셀(R-SP)과 G 서브픽셀(G-SP) 그리고 B 서브픽셀(B-SP)의 상부에만 형성되며, 백색 서브픽셀(R-SP) 상부에는 별도의 컬러필터를 형성하지 않는다.

다음으로, 도 6b에 도시한 바와 같이 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(123)의 상부에 포토아크릴(photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB) 등의 유기절연물질을 도포하여, 기판(101) 전면에 오버코트층(135)을 형성한다.

다음으로 도 6c에 도시한 바와 같이, 오버코트층(135)이 형성된 기판(101)의 상부에 차단부(N)와 투과부(T)로 이루어진 마스크(M)를 위치하여, 앞서 설명한 바와 같이 마스크 공정을 통해 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP, W-SP) 별로 오버코트층(135)에 드레인전극(213)을 노출하는 드레인콘택홀(CH)을 형성한다.

그리고, 이와 동시에 백색 서브픽셀(W-SP)의 오버코트층(135)을 식각하여 제거한다.

다음으로, 도 6d에 도시한 바와 같이 오버코트층(135) 및 제 2 층간절연막(207b)의 상부로는 유기전계발광 다이오드(E)를 구성하는 일 구성요소로써 양극(anode)을 이루는 제 1 전극(111)을 형성한다.

다음으로, 도 6e에 도시한 바와 같이, 제 1 전극(111)의 상부에 감광성 유기절연재질 예를 들면 블랙 수지, 그래파이트 파우더(graphite powder), 그라비아 잉크, 블랙 스프레이, 블랙 에나멜 중 하나를 도포하고 이를 패터닝함으로써 제 1 전극(111) 상부로 뱅크(221)를 형성한다.

뱅크(221)는 기판(101) 전체적으로 격자 구조의 매트릭스 타입으로 형성되어 화소영역 간을 구분하게 된다.

다음으로, 도 6f에 도시한 바와 같이 뱅크(221) 상부에 유기발광물질을 도포 또는 증착하여 유기발광층(113)을 형성한 후, 유기발광층(113) 상부에 일함수가 낮 은 금속 물질을 증착한 제 2 전극(115)을 형성함으로써, 유기전계발광 다이오드(E)를 완성하게 된다.

이때 도면에 나타나지 않았지만, 유기발광층(113)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 구성할 수도 있다.

다음으로, 도 6g에 도시한 바와 같이, 유기전계발광 다이오드(E) 상부에 제 2 기판(102)을 형성한다.

제 2 기판(102)은 진공 또는 불활성 기체 분위기에서 제 1 기판(101)과 서로 이격되어 씰패턴(도 2의 120)을 사이에 두고 진공합착 함으로써, 최적화된 백색광을 구현하는 OLED(100)를 완성하게 된다.

한편, 앞서 전술한 오버코트층(135)을 마스크공정을 통해 패터닝함으로써, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP, W-SP) 별로 드레인전극(213)을 노출하는 드레인콘택홀(CH)과 백색 서브픽셀(W-SP)의 오버코트층(135)을 식각하여 제거하는 과정에서, 오버코트층(135)이 빛이 조사되면 빛과 반응하여 현상시 제거되는 포지티브 타입(Positive Type)일 경우, 마스크(도 6c의 M)의 투과부(도 6c의 T)는 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP, W-SP) 별로 드레인콘택홀(CH)을 형성하는 영역(T-(CH))과 백색 서브픽셀(W-SP)의 오버코트층(135)을 식각하여 제거하는 영역(T-(W-SP))에 대응되어 형성된다.

즉, 도 7에 도시한 바와 같이, 마스크(M)는 차단부(도 6c의 N)와 투과부(도 6c의 T)가 구성되어 있어 원하는 패턴의 모양에 따라 선택적으로 빛을 투과, 차단 그리고 반투과하게 되는데, 이때, 패터닝하고자 하는 물질이 포지티브 타입인 경우, 마스크(M)의 차단부(도 6c의 N)에 대응하는 영역은 빛이 차단되어 포지티브 타입의 물질이 그대로 구성되어 있으며, 투과부(도 6c의 T)에 대응하는 영역은 빛이 투과되어 노광된다.

이에, 본 발명의 드레인콘택홀(CH) 형성을 위한 마스크(M)는 빛이 조사되는 마스크(M)의 투과부(도 6c의 T)가 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP, W-SP) 별로 드레인콘택홀(CH)을 형성하는 영역(T-(CH))과 백색 서브픽셀(W-SP)의 오버코트층(135)을 식각하여 제거하는 영역(T-(W-SP))에 대응되도록 하는 것이다.

따라서, 마스크(M)의 상부에 빛을 조사하면, 마스크(M)의 투과부(도 6c의 T)에 대응되는 영역은 빛이 투과되어 노광 및 현상시 제거됨으로써, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP, W-SP) 별로 드레인콘택홀(CH)을 형성하게 되고, 이와 동시에 백색 서브픽셀(W-SP)의 오버코트층(135)이 식각하여 제거하게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 풀 컬러 OLED(100)는 백색 서브픽셀(W-SP)에 오버코트층(135)을 삭제함으로써, OLED(100)에서 구현되는 고휘도의 백색광이 최적의 효율(optimize)을 갖게 된다.

따라서, 고휘도의 백색광이 최적의 효율을 갖도록 함으로써, OLED(100)의 전체적인 효율을 향상시키게 된다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

도 1은 일반적인 액티브 매트릭스 타입 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 풀 컬러 OLED의 백색광 스펙트럼을 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OLED를 개략적으로 도시한 단면도.

도 4는 도 3의 일부를 확대 도시한 단면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 풀 컬러 OLED의 백색광 스펙트럼을 나타낸 그래프.

도 6a ~ 6g는 본 발명의 실시예에 따른 풀 컬러 OLED의 유기전계발광 다이오드 기판의 제조 단계별 단면도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 오버코트층 패터닝하는 마스크의 구조를 개략적으로 도시한 평면도.

Claims (6)

1. R, G, B, W 서브픽셀 별로 구동 박막트랜지스터가 형성된 제 1 기판과;

   상기 R, G, B 서브픽셀에 각각 형성된 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터와;

   상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터를 상부에 형성되며, 상기 W 서브픽셀을 제외한 상기 R, G, B 서브픽셀에 형성된 오버코트층과;

   상기 R, G, B, W 서브픽셀 내에 형성된 유기전계발광 다이오드와;

   상기 제 1 기판과 일정간격 이격되어 합착되는 제 2 기판

   을 포함하는 유기전계발광소자.
2. 제 1 기판의 일면에 각 R, G, B, W 서브픽셀 별로 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;

   상기 R, G, B 서브픽셀에 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터를 형성하는 단계와;

   상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터를 포함하는 상기 제 1 기판의 전면에 오버코트층을 형성하는 단계와;

   상기 W 서브픽셀에 형성된 오버코트층을 식각하여 제거하는 단계와;

   상기 R, G, B, W 서브픽셀 내에 유기전계발광 다이오드를 형성하는 단계와;

   상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착시키는 단계

   를 포함하는 유기전계발광소자 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 오버코트층은 포지티브 타입으로 마스크를 통해 패터닝되며, 상기 마스크는 상기 W 서브픽셀 영역에 투과부가 대응하는 유기전계발광소자 제조방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 오버코트층은 네가티브 타입으로 마스크를 통해 패터닝되며, 상기 W 서브픽셀 영역에 차단부가 대응하는 유기전계발광소자 제조방법.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 구동 박막트랜지스터는 반도체층, 게이트전극, 소스 및 드레인전극으로 이루어지며, 상기 유기전계발광 다이오드는 제 1 및 제 2 전극과 발광층으로 이루어지는 유기전계발광소자 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 콘택홀은 상기 드레인전극을 노출하며, 상기 제 1 전극은 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인전극과 접촉하는 유기전계발광소자 제조방법.

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