KR20120075272A - Organic light emitting device of manufacturing method and display device of manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로 특히, 스퍼터링 방법으로 전극 형성시 유기층의 손상을 방지할 수 있는 유기 발광 소자의 제조 방법 및 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an organic light emitting device, and more particularly, to a method of manufacturing an organic light emitting device and a method of manufacturing a display device, which can prevent damage to an organic layer when forming an electrode by a sputtering method.
유기 발광 소자(ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE)는 양극과 음극 사이에 유기 박막층이 형성된다. 양극에서는 정공이 주입되며, 음극에서는 전자가 주입된다. 주입된 전공과 전자는 발광층인 유기 박막층에서 결합되어 엑시톤(exited state; exciton)이 생성되고, 생성된 엑시톤이 확산하며 광이 발생된다. 이렇게 생성된 빛은 양극 및 기판 방향으로 출사됨으로써 휘도가 표시된다. 한편, 유기 전계 발광 소자는 음극 및 양극에 주입되는 전류 양에 따라 휘도가 조절된다. In the organic light emitting device, an organic thin film layer is formed between an anode and a cathode. Holes are injected at the anode and electrons are injected at the cathode. The injected holes and electrons are combined in the organic thin film layer, which is an emission layer, to generate excitons, and the generated excitons are diffused to generate light. The generated light is emitted in the direction of the anode and the substrate to display luminance. On the other hand, in the organic EL device, the brightness is adjusted according to the amount of current injected into the cathode and the anode.
이러한, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 유기층, 음극 순으로 형성된다. 이와 같이, 유기층이 형성된 기판 상에 스퍼터링 방법을 통해 음극을 형성함으로써 그에 따른 유기층에 대한 손상이 심하게 발생된다. 이때, 유기층은 스퍼터링 이온으로 인해 손상을 입게 된다. The organic light emitting diode is formed on the substrate in the order of an anode, an organic layer, and a cathode. As described above, since the cathode is formed on the substrate on which the organic layer is formed through the sputtering method, damage to the organic layer is seriously generated. At this time, the organic layer is damaged by sputtering ions.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 스퍼터링 방법으로 전극 형성시 유기층의 손상을 방지할 수 있는 유기 발광 소자의 제조 방법 및 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a method of manufacturing an organic light emitting device and a method of manufacturing a display device, which can prevent damage to an organic layer when forming an electrode by a sputtering method.
이를 위하여, 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법은 기판 상에 반사막과 제1 전극을 형성하는 단계와, 상기 반사막과 제1 전극이 형성된 기판 상에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 버퍼층이 포함된 유기층을 형성하는 단계와, 상기 유기층이 형성된 기판 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 버퍼층은 란탄족 계열의 물질층으로 형성하거나 전자 수송층과 란탄족 계열의 물질층을 공증착하여 형성하는 것을 특징으로 한다. To this end, the method of manufacturing an organic light emitting device according to the present invention comprises the steps of forming a reflective film and a first electrode on the substrate, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer on the substrate on which the reflective film and the first electrode is formed And forming an organic layer including a buffer layer, and forming a second electrode on the substrate on which the organic layer is formed, wherein the buffer layer is formed of a lanthanide-based material layer or an electron transport layer and a lanthanide-based material. The layer is formed by co-deposition.
여기서, 상기 란탄족 계열은 이터븀(Yb), 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 에르븀(Er), 툴륨(Tm) 인 것을 특징으로 한다. The lanthanide series may include ytterbium (Yb), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), and gadolinium ( Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), and thulium (Tm).
또한, 상기 버퍼층은 상기 란탄족 계열 중 이터븀(Yb)으로 형성되는 것을 특징으로 한다. The buffer layer may be formed of ytterbium (Yb) in the lanthanide series.
그리고, 상기 전자 수송층과 상기 란탄족 계열의 물질층을 공착하여 버퍼층을 형성할 경우에 상기 란탄족 계열의 물질층은 버퍼층의 두께를 기준으로 1~50%로 도핑되는 것을 특징으로 한다. When the electron transport layer and the lanthanide-based material layer are bonded to each other to form a buffer layer, the lanthanide-based material layer is doped at 1 to 50% based on the thickness of the buffer layer.
또한, 상기 버퍼층은 30Å~400Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the buffer layer is characterized in that formed to a thickness of 30 ~ 400Å.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치의 제조 방법은 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속하도록 반사막과 제1 전극을 형성하는 단계와, 상기 제1 전극 상에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 버퍼층이 포함된 유기층을 형성하는 단계와, 상기 유기층이 형성된 기판 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 버퍼층은 란탄족 계열의 물질층으로 형성하거나 전자 수송층과 란탄족 계열의 물질층을 공증착하여 형성하는 것을 특징으로 한다. A method of manufacturing a display device using an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention includes forming a thin film transistor on a substrate, forming a reflective film and a first electrode to be connected to a drain electrode of the thin film transistor, Forming an organic layer including a hole injection layer, a hole transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, and a buffer layer on the first electrode, and forming a second electrode on the substrate on which the organic layer is formed, wherein the buffer layer is lanthanum. It is formed by forming a group-based material layer or by co-depositing the electron transport layer and the lanthanide-based material layer.
여기서, 상기 란탄족 계열은 이터븀(Yb), 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 에르븀(Er), 툴륨(Tm) 인 것을 특징으로 한다. The lanthanide series may include ytterbium (Yb), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), and gadolinium ( Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), and thulium (Tm).
또한, 상기 버퍼층은 상기 란탄족 계열 중 이리듐으로 형성되는 것을 특징으로 한다. The buffer layer may be formed of iridium in the lanthanide series.
그리고, 상기 전자 수송층과 상기 란탄족 계열의 물질층을 공착하여 버퍼층을 형성할 경우에 상기 란탄족 계열의 물질층은 버퍼층의 두께를 기준으로 1~50%로 도핑되는 것을 특징으로 한다. When the electron transport layer and the lanthanide-based material layer are bonded to each other to form a buffer layer, the lanthanide-based material layer is doped at 1 to 50% based on the thickness of the buffer layer.
또한, 상기 버퍼층은 30Å~400Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the buffer layer is characterized in that formed to a thickness of 30 ~ 400Å.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 반사막, 제1 전극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 버퍼층, 제2 전극이 적층된 구조를 가진다. 이때, 본 발명에 따른 버퍼층은 전자 수송층과 제2 전극 사이에 형성되며, 란탄족 계열의 물질층으로 형성하거나, 전자 수송층과 란탄족 계열의 물질층을 공증착하여 형성한다. The organic light emitting device according to the present invention has a structure in which a reflective film, a first electrode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, a buffer layer, and a second electrode are stacked. In this case, the buffer layer according to the present invention is formed between the electron transport layer and the second electrode, and formed of a lanthanide-based material layer, or formed by co-depositing the electron transport layer and the lanthanide-based material layer.
이러한, 버퍼층은 전자 주입층의 역할을 하면서 스퍼터링 공정시 유기층을 보호하는 역할을 한다. 즉, 유기층이 형성된 기판 상에 제2 전극을 스퍼터링으로 형성하여도 버퍼층에 의해 손상을 방지할 수 있다. The buffer layer serves as an electron injection layer and protects the organic layer during the sputtering process. That is, even if the second electrode is formed by sputtering on the substrate on which the organic layer is formed, damage can be prevented by the buffer layer.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
도 2a 내지 2e는 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치의 R,G,B 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 4는 도 3에 도시된 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치에 대한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다. 1A to 1C are perspective views illustrating an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic light emitting diode according to the present invention.
3 is an equivalent circuit diagram of an R, G, and B pixel of a display device using an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a display device using the organic light emitting diode illustrated in FIG. 3.
5A through 5D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성 요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The configuration of the present invention and the operation and effect thereof will be clearly understood through the following detailed description. Before describing the present invention in detail, the same components are denoted by the same reference symbols as possible even if they are displayed on different drawings. In the case where it is judged that the gist of the present invention may be blurred to a known configuration, do.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1a 내지 도 5d를 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A to 5D.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1a 내지 도 5d를 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A to 5D.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view illustrating a white organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자는 반사막(110)과 제1 전극(112), 발광층(122)을 포함하는 유기층, 제2 전극(128)을 구비한다. 이러한, 유기 발광 소자는 제1 전극(112)과 제2 전극(128) 사이에 전압을 인가하면 제1 전극(112)으로부터 정공(hole)이 제2 전극(128)으로부터 전자(electron)가 주입되어 발광층(120)에서 재결합하여 이로 인해 엑시톤(exiciton)이 생성되며, 이 엑시톤이 기저상태로 떨어지면서 빛이 전면(TOP)으로 방출하게 된다. Referring to FIG. 1, an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment includes a
제1 전극(112)은 양극으로 TCO(Transparent Conductive Oxide; 이하, TCO)와 같은 투명 도전 물질로 ITO(Indum Tin Oxide; 이하,ITO), IZO(Indum Zinc Oxide; 이하,IZO) 등으로 형성되고, 제1 전극(112) 하부에는 알루미늄과 같은 반사재질로 반사막(110)이 형성된다. The
제2 전극(128)은 음극으로 투과성을 가지는 도전막으로 MgAg, MgIn, AlLi 등의 합금으로 형성된다. The
유기층은 정공 주입층(Hole Injection Layer;HIL)(114), 정공 수송층(Hole Transport Layer;HTL)(116), 발광층(122), 전자 수송층(Electron Transport Layer;ETL)(118), 버퍼층(120)이 순차적으로 적층되어 형성된다. The organic layer includes a hole injection layer (HIL) 114, a hole transport layer (HTL) 116, a
이러한, 정공 주입층(114)은 제1 전극(112)에서 정공을 주입받는 층이며, 정공 수송층(114)은 발광층(122)에 정공을 수송하는 층이다. 또한, 버퍼층(120)은 제2 전극(128)에서 전자를 주입하는 역할과 증착 공정시 유기층들을 보호하는 역할을 하며, 전자 수송층(118)은 발광층(122)에 전자를 수송하는 층이다. 이와 같이, 정공 주입층(114), 정공 수송층(116), 버퍼층(120), 전자 수송층(118)은 전자와 정공의 재결합을 용이하기 위해 전자 및 정공의 수송 및 주입 역할을 한다. The
버퍼층(120)은 란탄족 계열의 물질층으로 형성하거나 전자 수송층과 란탄족 계열의 물질층을 공증착(Co-deposition)하여 형성한다. 이러한, 버퍼층(120)은 전자 주입층의 역할을 하면서 증착 공정시 유기층을 보호하는 역할을 한다. The
란탄족 계열의 원소는 이터븀(Yb), 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 에르븀(Er), 툴륨(Tm) 등으로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 이터븀(Yb)으로 형성할 수 있다. Lanthanide-based elements include ytterbium (Yb), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), and gadolinium (Gd). ), Terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), and the like, and preferably formed of ytterbium (Yb).
란탄족 계열의 물질층과 전자 수송층의 물질과 공측하여 형성할 경우, 란탄족 계열의 물질층은 버퍼층의 두께를 기준으로 1~50%로 도핑된다. 버퍼층(120)은 30Å~400Å의 두께로 형성될 수 있다. 이와 같이, 란탄족 계열의 물질층은 투과성이 좋기 때문에 두께를 두껍게 형성하여도 상관없다. 즉, 란탄족 계열의 물질층을 사용하여 버퍼층의 두께를 두껍게 형성할 수 있으므로 스퍼터링 증착 공정을 하여도 유기층에 손실을 방지할 수 있다. When formed covalently with the material of the lanthanide-based material layer and the electron transport layer, the lanthanide-based material layer is doped at 1 to 50% based on the thickness of the buffer layer. The
도 2a 내지 2e는 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다. 2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic light emitting diode according to the present invention.
도 2a를 참조하면, 기판(100) 상에 스퍼터링(Sputtering) 방법 등의 증착 방법을 통해 반사막(110)과 제1 전극(112)이 형성된다. 반사막(110)으로는 알루미늄과 같은 반사재질로 형성되며, 제1 전극(112)으로는 TCO(Transparent Conductive Oxide; 이하, TCO)와 같은 투명 도전 물질로 ITO(Indum Tin Oxide; 이하,ITO), IZO(Indum Zinc Oxide; 이하,IZO) 등으로 형성된다. Referring to FIG. 2A, the
도 2b를 참조하면, 반사막(110)과 제1 전극(112)이 형성된 기판(100) 상에 정공 주입층(114), 정공 수송층(116), 발광층(122), 전자 수송층(118), 버퍼층(120)이 순차적으로 형성된다.Referring to FIG. 2B, the
구체적으로, 도 2c에 도시된 바와 같이 진공 챔버(126) 내에는 제1 전극(112)과 반사막(110)이 형성된 기판(100)과, 정공 주입층(114)의 재질의 유기층(114a)이 담긴 제1 증발원(114a')과, 정공 수송층(116)의 재질의 유기층(116b)이 담긴 제2 증발원(116b')과, 발광층(122)의 재질의 유기층(122c)이 담긴 제3 증발원(122c')과, 전자 수송층(118)의 재질의 유기층(118e)이 담긴 제4 증발원(118e')과, 란탄족 계열(119)의 물질층이 담긴 제5 증발원(119f')을 포함한다. 또한, 제1 내지 제5 증발원(114a',116b',122c',118d',119e') 각각에는 셔터(126a)를 구비한다. Specifically, as shown in FIG. 2C, the
도 2c에 도시된 바와 같이, 제1 증발원(114a')은 저항 가열에 의해 제1 증발원(114a') 내에 담긴 유기층(114a)이 기화되고, 제1 증발원(114a')으로부터 증발한 정공 주입층(114a)의 재질이 기판(100) 상에 성막되어 정공 주입층(114)이 형성된다. 이후, 도 2d에 도시된 바와 같이, 제2 증발원(116b')이 저항 가열에 의해 제2 증발원(116b') 내에 담긴 유기층(116b)이 기화되고, 제2 증발원(116b')으로부터 증발한 정공 수송층(116)의 재질이 기판(100) 상에 성막되어 정공 수송층(116)이 형성된다. 이와 같은 방법으로 발광층(122), 전자 수송층(118)이 순차적으로 성막된다.As shown in FIG. 2C, the
전자 수송층(118)이 형성된 기판(100) 상에 도 2e에 도시된 바와 같이 제4 증발원(118d')과 제5 증발원(119e') 각각에 담긴 물질층(118d, 119e)을 공증착(Co-deposition)하여 버퍼층을 형성할 수 있고, 제5 증발원(119e')에 담긴 란탄족 계열의 물질층(110e)으로만 성막하여 버퍼층을 형성할 수 있다. 이때, 제5 증발원(119e')에 담긴 물질층(119e)의 재질은 란탄족 계열의 원소의 액체로써, 이리듐(Ir), 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 에르븀(Er), 툴륨(Tm), 이테르븀(Yt) 등으로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 이리듐(Ir)으로 형성할 수 있다. 전자 수송층의 재질과 란탄족 계열의 물질층을 공착하여 버퍼층(120)을 형성할 경우에 란탄족 계열의 물질층은 버퍼층(120)의 두께를 기준으로 1~50%로 도핑된다. 이러한, 버퍼층(120)은 30Å~400Å의 두께로 형성될 수 있다. 이와 같이, 란탄족 계열의 원소는 투과성이 좋기 때문에 두께를 두껍게 형성하여도 상관없다. As shown in FIG. 2E, the material layers 118d and 119e contained in each of the fourth and
도 2f를 참조하면, 정공 주입층(114), 정공 수송층(116), 발광층(122), 전자 수송층(118), 버퍼층(120)을 포함한 유기층 형성된 기판(100) 상에 스퍼터링(Sputerring) 방법 등의 증착 방법을 통해 제2 전극(128)이 형성된다. 제2 전극(128)으로는 투과성을 가지는 도전막으로 MgAg, MgIn, AlLi 등의 합금으로 형성된다. 이와 같이, 스퍼터링 방법으로 제2 전극(128)을 형성하여도 버퍼층(120)에 의해 유기층의 손실을 방지할 수 있다. 이에 대한 본 발명의 효과를 구체적으로 [표 1]를 결부하여 설명하기로 한다. Referring to FIG. 2F, a sputtering method and the like on the
[표 1]에 기재된 Case 1은 전자 수송층과 제2 전극 사이에 버퍼층이 없는 유기 발광 소자에 대한 결과치를 나타내고 있으며, Case 2는 전자 수송층과 제2 전극 사이에 버퍼층이 LiF와 Al으로 형성된 유기 발광 소자에 대한 결과치를 나타내고 있으며, Case 3은 본 발명으로 전자 수송층과 제2 전극 사이에 이터븀(란탄족 계열)의 물질층으로 형성된 버퍼층을 가지는 유기 발광 소자에 대한 결과치를 나타내고 있다.Case 1 shown in Table 1 shows the result of the organic light emitting device having no buffer layer between the electron transport layer and the second electrode, and Case 2 shows organic light emission in which the buffer layer is formed of LiF and Al between the electron transport layer and the second electrode. The results of the device are shown, and Case 3 shows the results of the organic light emitting device having a buffer layer formed of a material layer of ytterbium (lanthanide series) between the electron transport layer and the second electrode.
[표 1]에 기재된 바와 같이 버퍼층이 없는 Case 1의 유기 발광 소자와 LiF와 Al으로 형성된 버퍼층을 구비한 유기 발광 소자에 대한 결과치는 서로 차이가 없는 것으로 나타나고 있다. 즉, LiF와 Al으로 버퍼층을 형성하더라도 실제적으로 유기층에 손상을 방지하지 못함을 알 수 있다. As shown in Table 1, the results of the organic light emitting device of Case 1 without the buffer layer and the organic light emitting device having the buffer layer formed of LiF and Al do not appear to be different from each other. That is, even if the buffer layer is formed of LiF and Al it can be seen that the damage to the organic layer does not actually prevent.
하지만, 본 발명에 따른 이터븀(Yb)으로 형성된 버퍼층을 구비한 유기 발광 소자의 경우는 [표 1]에 기재된 바와 같이 구동 전압이 Case 1 및 Case 2에 비해 두 배정도 낮으며, 전류 효율의 경우는 21배 정도 높게 나타나고 있다. 또한, 전력 효율도 굉장히 높으며, 색좌표의 값과 같이 색순도도 향상되었다. However, in the case of the organic light emitting device having the buffer layer formed of ytterbium (Yb) according to the present invention, as shown in [Table 1], the driving voltage is about twice lower than in Case 1 and Case 2, and in the case of current efficiency. Is 21 times higher. In addition, the power efficiency is also very high, and the color purity is also improved as the value of the color coordinate.
이와 같이, 본 발명의 조건에 따라 버퍼층을 형성함으로써 낮은 구동 전압과, 높은 전류 효율과 전력 효율, 향상된 색감을 나타낼 수 있다. 즉, 제2 전극을 스퍼터링 방법으로 증착하여도 유기층이 손상되지 않음을 알 수 있다. As such, by forming the buffer layer according to the conditions of the present invention, it is possible to exhibit low driving voltage, high current efficiency, power efficiency, and improved color. That is, even when the second electrode is deposited by the sputtering method, it can be seen that the organic layer is not damaged.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치의 R,G,B 화소에 대한 등가 회로도이며, 도 4는 도 3에 도시된 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치에 대한 단면도이다. 3 is an equivalent circuit diagram of an R, G, and B pixel of a display device using an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the display device using the organic light emitting diode illustrated in FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치의 R,G,B 화소 각각에는 셀 구동부와 셀 구동부와 접속된 유기 발광 소자를 구비한다. 구체적으로, R 화소에는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL) 및 전원 라인(PL)과 접속된 R 셀 구동부와, R 셀 구동부와 접속된 제1 유기 발광 소자와, G 화소에는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL) 및 전원 라인(PL)과 접속된 G 셀 구동부와, G 셀 구동부와 접속된 제2 유기 발광 소자와, B 화소에는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL) 및 전원 라인(PL)과 접속된 B 셀 구동부와, B 셀 구동부와 접속된 제3 유기 발광 소자를 포함한다. 이러한 표시 장치는 R 화소의 제1 유기 발광 소자의 발광층으로부터 출사되는 적색(R) 광과 G 화소의 제2 유기 발광 소자의 유기 발광 소자의 발광층으로부터 출사되는 녹색(G) 광과 B 화소의 제3 유기 발광 소자의 유기 발광 소자의 발광층으로부터 출사되는 청색(B) 광이 혼합되어 백색을 광을 구현한다. 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자는 전면 발광한다. 3 and 4, each of the R, G, and B pixels of the display device using the organic light emitting diode according to the exemplary embodiment includes a cell driver and an organic light emitting diode connected to the cell driver. In detail, an R cell driver connected to the gate line GL, the data line DL, and the power supply line PL is connected to the R pixel, a first organic light emitting device connected to the R cell driver, and a gate line is connected to the G pixel. The G cell driver connected to the GL, the data line DL, and the power supply line PL, the second organic light emitting element connected to the G cell driver, and the gate line GL, the data line DL, The B cell driver connected to the power supply line PL and the third organic light emitting device connected to the B cell driver are included. Such a display device may include red (R) light emitted from the light emitting layer of the first organic light emitting element of the R pixel, and green (G) light emitted from the light emitting layer of the organic light emitting element of the second organic light emitting element of the G pixel. The blue (B) light emitted from the light emitting layer of the organic light emitting device of the organic light emitting device is mixed to realize white light. The organic light emitting device according to the embodiment emits full light.
R 셀 구동부에는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)과 접속된 제1 스위치 박막 트랜지스터(TS1)와, 제1 스위치 박막 트랜지스터(TS1) 및 전원 라인(PL)과 제1 유기 발광 소자의 제1 전극(112)과 접속된 제1 구동 박막 트랜지스터(TD1)와, 전원 라인(PL)과 제1 스위치 박막 트랜지스터(TS1)의 드레인 전극(138) 사이에 접속된 스토리지 커패시터(C1)를 구비한다. The R cell driver includes a first switch thin film transistor TS1 connected to a gate line GL and a data line DL, a first switch thin film transistor TS1, a power supply line PL, and a first organic light emitting element. A first driving thin film transistor TD1 connected to the
G 셀 구동부에는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)과 접속된 제2 스위치 박막 트랜지스터(TS2)와, 제2 스위치 박막 트랜지스터(TS2) 및 전원 라인(PL)과 제2 유기 발광 소자의 제1 전극(112)과 접속된 제2 구동 박막 트랜지스터(TD2)와, 전원 라인(PL)과 제2 스위치 박막 트랜지스터(TS2)의 드레인 전극(158) 사이에 접속된 스토리지 커패시터(C2)를 구비한다. The G cell driver includes a second switch thin film transistor TS2 connected to the gate line GL and the data line DL, a second switch thin film transistor TS2, a power supply line PL, and a second organic light emitting element. A second driving thin film transistor TD2 connected to the
B 셀 구동부에는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)과 접속된 제3 스위치 박막 트랜지스터(TS3)와, 제3 스위치 박막 트랜지스터(TS3) 및 전원 라인(PL)과 제3 유기 발광 소자의 제1 전극(158)과 접속된 제3 구동 박막 트랜지스터(TD3)와, 전원 라인(PL)과 제3 스위치 박막 트랜지스터(TS3)의 드레인 전극(178) 사이에 접속된 스토리지 커패시터(C3)를 구비한다. The B cell driver includes a third switch thin film transistor TS3 connected to the gate line GL and the data line DL, a third switch thin film transistor TS3, a power supply line PL, and a third organic light emitting element. A third driving thin film transistor TD3 connected to the
제1 내지 제3 구동 박막 트랜지스터(TD1 내지 TD3)는 도 4에 도시된 바와 같이 절연 기판(101) 위에 형성된 게이트 전극(132, 152,172)과, 게이트 전극(132, 152,172)을 덮는 게이트 절연막과, 게이트 절연막 위에 형성된 반도체층(136,156,176)과, 반도체층(136,156,176)을 덮는 층간 절연막과, 층간 절연막을 관통하는 제1 및 제2 컨택홀(130,119,150,139,170,159)을 통해 반도체층(136,156,176)의 소스 영역(136S,156S,176S) 및 드레인 영역(136D,156D,176D)과 각각 접속된 소스 전극(134,154,174) 및 드레인 전극(138,158,178)을 구비한다. 반도체층(136,156,176))은 LTPS 박막으로 형성되고 게이트 전극(132, 152,172)과 중첩된 채널 영역(136C,156C,176C)과, 채널 영역(136C,156C,176C)을 사이에 두고 게이트 전극(132, 152,172)과 비중첩되며 불순물이 주입된 소스 영역(136S,156S,176S) 및 드레인 영역(136D,156D,176D)으로 구성된다. 본 발명은 반도체층을 LTPS 박막으로 형성되는 것을 예로 들었지만, 이에 한정하지 않는다. As shown in FIG. 4, the first to third driving thin film transistors TD1 to TD3 include
제1 유기 발광 소자는 제1 구동 박막 트랜지스터를 덮는 보호막 위에 형성된 반사막(110)과 제1 전극(112), 제1 전극(112)을 노출시키는 화소홀이 형성된 뱅크 절연막(142)과, 화소홀을 통해 노출된 제1 전극(112) 위에 형성된 정공 주입층(114), 정공 수송층(116), 적색 발광층(122R), 전자 수송층(118), 버퍼층(120), 제2 전극(128)으로 형성된다. The first organic light emitting diode includes a
제2 유기 발광 소자는 제2 구동 박막 트랜지스터를 덮는 보호막 위에 형성된 반사막(110)과 제1 전극(112), 제1 전극(112)을 노출시키는 화소홀이 형성된 뱅크 절연막(142)과, 화소홀을 통해 노출된 제1 전극(112) 위에 형성된 정공 주입층(114), 정공 수송층(116), 녹색 발광층(122G), 전자 수송층(118), 버퍼층(120), 제2 전극(128)으로 형성된다. The second organic light emitting diode includes a
제3 유기 발광 소자는 제3 구동 박막 트랜지스터를 덮는 보호막 위에 형성된 반사막(110)과 제1 전극(112), 제1 전극(112)을 노출시키는 화소홀이 형성된 뱅크 절연막(142)과, 화소홀을 통해 노출된 제1 전극(112) 위에 형성된 정공 주입층(114), 정공 수송층(116), 청색 발광층(122B), 전자 수송층(118), 버퍼층(120), 제2 전극(128)으로 형성된다. The third organic light emitting diode includes a
제1 내지 제3 유기 발광 소자에 포함된 버퍼층(120)은 란탄족 계열의 물질층으로 형성하거나 전자 수송층과 란탄족 계열의 물질층을 공증착(Co-deposition)하여 형성한다. 이러한, 버퍼층(120)은 전자 주입층의 역할을 하면서 증착 공정시 유기층을 보호하는 역할을 한다. The
란탄족 계열의 원소는 이터븀(Yb), 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 에르븀(Er), 툴륨(Tm) 등으로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 이터븀(Yb)으로 형성할 수 있다. Lanthanide-based elements include ytterbium (Yb), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), and gadolinium (Gd). ), Terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), and the like, and preferably formed of ytterbium (Yb).
란탄족 계열의 물질층과 전자 수송층의 물질과 공측하여 형성할 경우, 란탄족 계열의 물질층은 버퍼층의 두께를 기준으로 1~50%로 도핑된다. 버퍼층(120)은 30Å~400Å의 두께로 형성될 수 있다. 이와 같이, 란탄족 계열의 물질층은 투과성이 좋기 때문에 두께를 두껍게 형성하여도 상관없다. 즉, 란탄족 계열의 물질층을 사용하여 버퍼층의 두께를 두껍게 형성할 수 있으므로 스퍼터링 증착 공정을 하여도 유기층에 손실을 방지할 수 있다. When formed covalently with the material of the lanthanide-based material layer and the electron transport layer, the lanthanide-based material layer is doped at 1 to 50% based on the thickness of the buffer layer. The
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 5A through 5D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 4.
도 5a를 참조하면, 기판(101) 상에 게이트 전극(132, 152,172), 게이트 절연막, 반도체층(136,156,176), 소스 전극(134,154,174), 드레인 전극(138,158,178), 화소 홀이 형성된 무기 및 유기 보호막을 포함하는 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터의 드레인 전극(138,158,178)과 접속된 반사막(110)과 제1 전극(112)이 형성된다. Referring to FIG. 5A, inorganic and organic passivation layers including
구체적으로, 박막 트랜지스터가 형성된 기판(101) 상에 제1 전극(112)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo) 등과 같이 반사율이 높은 금속 물질과, ITO(Indum Tin Oxide; 이하, ITO)와 같은 투명 물질이 스퍼터링 등과 같은 증착 방법으로 형성된다. 반사막(112)으로는 알루미늄과 같은 반사재질로 형성된다. 반사막(110)을 통해 제1 전극(112)은 박막 트랜지스터의 드레인 전극(138,158,178)과 접속된다. Specifically, the
도 5b를 참조하면, 반사막(110)과 제1 전극(112)이 형성된 기판(101) 상에 화소 홀이 형성된 뱅크 절연막(142)을 형성한다. Referring to FIG. 5B, a
도 5c를 참조하면, 반사막(110)과 제1 전극(112)이 형성된 기판(101) 상에 정공 주입층(114), 정공 수송층(116), 발광층(122R,122G,122B), 전자 수송층(118), 버퍼층(120)이 순차적으로 형성된다. 정공 주입층(114), 정공 수송층(116), 발광층(122R,122G,122B), 전자 수송층(116), 버퍼층(120)의 제조 방법은 도 2c 내지 도 2e에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자와 동일하므로 생략하기로 한다. 버퍼층(120)의 형성 방법도 도 2e에 도시된 버퍼층의 형성 방법과 동일하므로 생략하기로 한다. Referring to FIG. 5C, the
도 5d를 참조하면, 정공 주입층(114), 정공 수송층(116), 발광층(122R,122G,122B), 전자 수송층(미도시), 버퍼층(120)을 포함한 유기층 형성된 기판 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 제2 전극(128)이 형성된다. 제2 전극(128)으로는 투과성을 가지는 도전막으로 MgAg, MgIn, AlLi 등의 합금으로 형성된다. 스터터링(Sputtering) 방법을 통해 제2 전극(128)을 형성하여도 버퍼층(120)에 의해 유기층의 손상을 방지할 수 있다. Referring to FIG. 5D, a sputtering method may be performed on a substrate on which an organic layer including a
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다. The foregoing description is merely illustrative of the present invention, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the specification of the present invention are not intended to limit the present invention. The scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all the techniques within the scope of equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 기판 110: 반사막
112 : 제1 전극 114 : 정공 주입층
116 : 정공 수송층 122 : 발광층
118 : 전자 수송층 120 : 버퍼층
128 : 제2 전극100: substrate 110: reflecting film
112: first electrode 114: hole injection layer
116
118: electron transport layer 120: buffer layer
128: second electrode
Claims (10)
상기 반사막과 제1 전극이 형성된 기판 상에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 버퍼층이 포함된 유기층을 형성하는 단계와;
상기 유기층이 형성된 기판 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 버퍼층은 란탄족 계열의 물질층으로 형성하거나 전자 수송층과 란탄족 계열의 물질층을 공증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법. Forming a reflective film and a first electrode on the substrate;
Forming an organic layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a buffer layer on the substrate on which the reflective film and the first electrode are formed;
Forming a second electrode on the substrate on which the organic layer is formed;
The buffer layer may be formed of a lanthanide-based material layer, or may be formed by co-depositing an electron transport layer and a lanthanide-based material layer.
상기 란탄족 계열은 이터븀(Yb), 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 에르븀(Er), 툴륨(Tm)인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.The method of claim 1,
The lanthanide series is ytterbium (Yb), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd) And terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), and thulium (Tm).
상기 버퍼층은 상기 란탄족 계열 중 이터븀(Yb)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법. The method of claim 1,
The buffer layer is a method of manufacturing an organic light emitting device, characterized in that formed of ytterbium (Yb) of the lanthanide series.
상기 전자 수송층과 상기 란탄족 계열의 물질층을 공착하여 버퍼층을 형성할 경우에 상기 란탄족 계열의 물질층은 버퍼층의 두께를 기준으로 1~50%로 도핑되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법. The method of claim 1,
When the electron transport layer and the lanthanide-based material layer are bonded to each other to form a buffer layer, the lanthanide-based material layer is doped at 1 to 50% based on the thickness of the buffer layer. Way.
상기 버퍼층은 30Å~400Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법. The method of claim 1,
The buffer layer is a method of manufacturing an organic light emitting device, characterized in that formed in a thickness of 30 ~ 400Å.
상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속하도록 반사막과 제1 전극을 형성하는 단계와;
상기 제1 전극 상에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 버퍼층이 포함된 유기층을 형성하는 단계와;
상기 유기층이 형성된 기판 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 버퍼층은 란탄족 계열의 물질층으로 형성하거나 전자 수송층과 란탄족 계열의 물질층을 공증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치의 제조 방법. Forming a thin film transistor on the substrate;
Forming a reflective film and a first electrode to be connected to the drain electrode of the thin film transistor;
Forming an organic layer including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a buffer layer on the first electrode;
Forming a second electrode on the substrate on which the organic layer is formed;
The buffer layer may be formed of a lanthanide-based material layer or formed by co-depositing an electron transport layer and a lanthanide-based material layer.
상기 란탄족 계열은 이터븀(Yb), 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 에르븀(Er), 툴륨(Tm) 인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치의 제조 방법. The method of claim 6,
The lanthanide series is ytterbium (Yb), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd) And terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), and thulium (Tm).
상기 버퍼층은 상기 란탄족 계열 중 이리듐으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치의 제조 방법. The method of claim 6,
And wherein the buffer layer is formed of iridium in the lanthanide series.
상기 전자 수송층과 상기 란탄족 계열의 물질층을 공착하여 버퍼층을 형성할 경우에 상기 란탄족 계열의 물질층은 버퍼층의 두께를 기준으로 1~50%로 도핑되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치의 제조 방법. The method of claim 6,
When the electron transport layer and the lanthanide-based material layer are bonded to each other to form a buffer layer, the lanthanide-based material layer is doped at 1 to 50% based on the thickness of the buffer layer. Method for manufacturing a display device.
상기 버퍼층은 30Å~400Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치의 제조 방법. The method of claim 6,
The buffer layer is a manufacturing method of a display device using an organic light emitting element, characterized in that formed in a thickness of 30 ~ 400Å.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |