KR20120079796A - Active matrix organic light emitting diode and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR20120079796A
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황치선
유병곤
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Abstract

PURPOSE: An active matrix organic light emitting display and a manufacturing method thereof are provided to preventing the degradation of a contrast ratio by forming a black matrix on a partial region of a substrate before a thin film transistor is formed. CONSTITUTION: A thin film transistor(130) is formed on the top of a black matrix. A protective film(140) covers a front side of the thin film transistor. A flat layer(150) is formed on the top of the protective film. A color filter(160) is formed on an upper portion of an opposite side flat layer on which the thin film transistor is formed. An organic electro luminescence device(180) is formed on the top of the color filter.

Description

액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치 및 그 제조 방법{Active Matrix Organic Light Emitting Diode and Method for Manufacturing the Same}Active Matrix Organic Light Emitting Diode and Method for Manufacturing the Same

본 발명은 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 명암비 개선을 위한 배면발광(Bottom Emission) 방식의 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an active matrix organic electroluminescent device, and more particularly, to an active matrix organic electroluminescent device of a bottom emission type for improving contrast ratio and a method of manufacturing the same.

풀 컬러(Full Color) 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치(Active Matrix Organic Light Emitting Diode; 이하, 'AMOLED')를 제작하기 위해서는 R(빨강), G(녹색), B(청색)을 발광하는 각 픽셀의 패터닝이 필수적인데, 이를 위해 일반적으로 금속 마스크(Metal Mask)를 이용하여 R, G, B 컬러 필터를 분리하여 증착하는 방법을 사용하고 있다.In order to produce a full color active matrix organic light emitting diode (AMOLED), each pixel emitting R (red), G (green), and B (blue) emits light. Patterning is essential. For this purpose, R, G, and B color filters are separated and deposited by using a metal mask.

한편, 이와 관련하여 두 가지 심각한 문제가 대두되고 있다.On the other hand, two serious problems have arisen in this regard.

첫째, 중소형 디스플레이의 경우 TFT-LCD 대비 해상도(Resolution)가 낮다. 왜냐하면, 금속 마스크를 이용한 패터닝 방법은 컬러 필터의 혼색 문제와 마스크 제작 상의 어려움 때문에 R, G, B 컬러 필터 사이의 간격을 줄이는 데 한계가 있기 때문이다.First, small- and mid-sized displays have lower resolution than TFT-LCDs. This is because the patterning method using the metal mask has a limitation in reducing the gap between the R, G, and B color filters due to the color mixing problem of the color filter and the difficulty in manufacturing the mask.

둘째, 대형 TV의 경우, 금속 마스크의 무게가 증가하여 공정상 어려움을 초래한다. 동시에 유리기판의 처짐으로 인해 기판과 마스크 사이가 벌어지는 문제점이 있다.Second, in the case of large TVs, the weight of the metal mask is increased, which leads to process difficulties. At the same time, there is a problem that the gap between the substrate and the mask is caused by the sagging of the glass substrate.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 백색 OLED(White OLED)를 증착한 후 컬러 필터(Color Filter)를 이용하여 R, G, B 색을 분리하는 방법이 부각되고 있다. 백색 OLED를 이용한 AMOLED는 금속 마스크를 이용한 패터닝 방법에 비해 패터닝 방법 자체가 매우 간단하다는 장점이 있으나, 발광 효율 측면에서는 R, G, B 방법에 비해 약 30% 정도 불리한 것으로 알려져 있다.In order to solve this problem, a method of separating R, G, and B colors by using a color filter after depositing a white OLED has been highlighted. AMOLED using a white OLED has the advantage that the patterning method itself is very simple compared to the patterning method using a metal mask, but is known to be about 30% disadvantageous to the R, G, B method in terms of luminous efficiency.

또한, 새로운 발광재료 개발과 소자 구조 개선을 통해 발광 효율을 높이려는 노력이 지속되고 있으나, 원리상 R, G, B 방법에 비해서 발광 효율 자체가 상당히 낮을 수밖에 없는 한계가 있다.In addition, efforts have been made to improve luminous efficiency through the development of new luminous materials and device structure improvements. However, in principle, luminous efficiency itself is inevitably low compared to the R, G, and B methods.

따라서, 간접적인 방법으로 발광 효율을 높인 것과 같은 효과를 낼 수 있는 방안을 찾을 필요가 있다. 그 한가지 방법으로 AMOLED의 명암비를 높이기 위해 일반적으로 디스플레이 표면에 부착되는 원형 폴라라이저(Circular Polarizer)를 제거하거나 그 광투과도를 높이는 방법이 있다. 일반적으로 원형 폴라라이저의 광투과율은 45% 정도이나 그 특성을 희생하여 투과도를 70% 정도로 올린 예도 알려져 있다.Therefore, there is a need to find a way to achieve the same effect as the luminous efficiency in an indirect way. One way to increase the contrast ratio of AMOLED is to remove the circular polarizer that is usually attached to the display surface or increase its light transmittance. In general, a circular polarizer has a light transmittance of about 45%, but at the expense of its properties, an example of increasing the transmittance of about 70% is known.

그러나, 원형 폴라라이저를 제거하거나 원형 폴라라이저의 투과도를 개선하는 경우, AMOLED의 명암비(Contrast Ratio) 저하는 필연적이다.
However, when the circular polarizer is removed or the transmittance of the circular polarizer is improved, the contrast ratio of the AMOLED is inevitable.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배면발광(Bottom Emission) 방식의 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 명암비를 개선하기 위한 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, to provide an active matrix organic electroluminescent device for improving the contrast ratio of the active matrix organic electroluminescent device of the bottom emission method and a manufacturing method thereof The purpose is.

이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 제1 측면에 따르면, 본 발명에 따른 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치는, 기판; 상기 기판의 상부 일측에 형성되는 블랙 매트릭스; 상기 블랙 매트릭스의 상부에 형성되는 적어도 하나의 박막 트랜지스터; 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 전면을 덮는 보호막; 상기 보호막의 상부에 형성되는 평탄층; 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터가 형성된 반대 측 평탄층 상부에 형성되는 컬러 필터; 및 상기 컬러 필터의 상부에 형성되는 유기 전계 발광 소자를 포함한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, an active matrix organic electroluminescent device according to the present invention, the substrate; A black matrix formed on an upper side of the substrate; At least one thin film transistor formed on the black matrix; A passivation layer covering an entire surface of the at least one thin film transistor; A flat layer formed on the passivation layer; A color filter formed on an opposite side planar layer on which the at least one thin film transistor is formed; And an organic electroluminescent element formed on the color filter.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 본 발명에 따른 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 제조 방법은, 기판의 상부 일측에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계; 상기 블랙 매트릭스의 상부에 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 전면에 보호막을 형성하는 단계; 상기 보호막의 상부에 평탄층을 형성하는 단계; 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터가 형성된 반대 측 평탄층 상부에 컬러 필터를 형성하는 단계; 및 상기 컬러 필터의 상부에 유기 전계 발광 소자를 형성하는 단계를 포함한다.
According to a second aspect of the present invention, a method of manufacturing an active matrix organic electroluminescent device according to the present invention includes: forming a black matrix on an upper side of a substrate; Forming at least one thin film transistor on the black matrix; Forming a protective film on an entire surface of the at least one thin film transistor; Forming a flat layer on the passivation layer; Forming a color filter on an opposite side planar layer on which the at least one thin film transistor is formed; And forming an organic electroluminescent device on the color filter.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 박막 트랜지스터를 형성하기 전에 기판의 일부 구간에 먼저 블랙 매트릭스를 형성하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치 및 그 제조 방법을 제공함으로써, 휘도를 높이는 데 필요한 폴라라이저 사용으로 인해 수반되는 명암비 저하 문제를 해결할 수 있고, 대면적 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 발광 효율 및 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
As described above, the present invention provides an active matrix organic electroluminescent device which first forms a black matrix in a section of a substrate before forming a thin film transistor, and a method of manufacturing the same, thereby using a polarizer required to increase luminance. Due to this, it is possible to solve the problem of lowering the contrast ratio and to improve the luminous efficiency and lifetime of the large-area active matrix organic electroluminescent device.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 구성을 나타낸 단면도,
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일실시예에 따른 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도이다.1 is a cross-sectional view showing the configuration of an active matrix organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention;
2A to 2E are flowcharts illustrating a method of manufacturing an active matrix organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.

액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치(Active Matrix Organic Light Emitting Diode; 이하, 'AMOLED')에서 컬러 필터 측면에 블랙 매트릭스를 형성하는 것이 일반적이나, 이는 배면발광(Bottom Emission) 방식의 AMOLED의 경우 명암비 개선에 별로 도움이 되지 못한다. 왜냐하면, 전면에서 입사된 외광이 블랙 매트릭스에 도달하기 전에 박막 트랜지스터의 금속면에서 반사되기 때문이다.It is common to form a black matrix on the side of a color filter in an Active Matrix Organic Light Emitting Diode (AMOLED), but this is not the case for a bottom emission type AMOLED. It doesn't help This is because external light incident on the front surface is reflected by the metal surface of the thin film transistor before reaching the black matrix.

따라서, 본 발명의 일실시예에서는 배면발광 방식의 AMOLED에 있어서, 박막 트랜지스터를 형성하기 전에 기판의 일부 구간에 블랙 매트릭스를 형성한다.Therefore, in the embodiment of the present invention, in the back emission type AMOLED, a black matrix is formed on a portion of the substrate before forming the thin film transistor.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 구성을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the configuration of an active matrix organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치(Active Matrix Organic Light Emitting Diode; 이하, 'AMOLED')는 기판(110), 블랙 매트릭스(120), 복수의 박막 트랜지스터(130), 보호막(140), 평탄층(150), 컬러 필터(160), 오버코트막(170) 및 유기 전계 발광 소자(180) 등을 포함한다. 비록, 도면에는 도시되지 않았지만, 블랙 매트릭스(120)와 복수의 박막 트랜지스터(130) 사이에 유기 물질로 이루어진 평탄막을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an active matrix organic light emitting diode (AMOLED) according to the present invention includes a substrate 110, a black matrix 120, a plurality of thin film transistors 130, The passivation layer 140, the flat layer 150, the color filter 160, the overcoat layer 170, the organic electroluminescent device 180, and the like are included. Although not shown in the drawings, a flat film made of an organic material may be further included between the black matrix 120 and the plurality of thin film transistors 130.

기판(110)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질, 금속 재질 및 플라스틱 재질 등을 포함하는 다양한 재질로 형성될 수 있다.The substrate 110 may be formed of various materials including a transparent glass material, a metal material, a plastic material, and the like having SiO 2 as a main component.

블랙 매트릭스(120)는 단일 또는 복수의 층으로 이루어지고, 복수의 박막 트랜지스터(130)가 형성되는 기판(110)의 상부 일측에 형성된다. 블랙 매트릭스(120)는 유기물, 무기물 또는 그 복합 재료로 구성되고, 투과도가 0 ~ 50%이며, 100 ~ 10000Å의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 블랙 매트릭스(120)는 1500Å 두께의 Cr과 1500Å 두께의 CrOx로 이루어질 수 있다.The black matrix 120 is formed of a single layer or a plurality of layers, and is formed on an upper side of the substrate 110 on which the plurality of thin film transistors 130 are formed. The black matrix 120 is composed of an organic material, an inorganic material, or a composite material thereof, and preferably has a transmittance of 0 to 50% and a thickness of 100 to 10000 Pa. For example, the black matrix 120 may be formed of Cr having a thickness of 1500Å and CrOx having a thickness of 1500Å.

복수의 박막 트랜지스터(130)는 블랙 매트릭스(120)의 상부에 형성된다. 복수의 박막 트랜지스터(130)는 각 화소별로 적어도 하나씩 형성되고, 반도체층(132), 게이트 절연막(134) 및 게이트 전극(136)을 포함한다.The plurality of thin film transistors 130 are formed on the black matrix 120. At least one thin film transistor 130 is formed for each pixel, and includes a semiconductor layer 132, a gate insulating layer 134, and a gate electrode 136.

반도체층(132)은 블랙 매트릭스(120)의 상부에 형성되고, 비정질 실리콘(Amorphous Silicon) 또는 폴리 실리콘(Poly-silicon)과 같은 무기 반도체 또는 유기 반도체 등으로 형성될 수 있으며, 도면에는 도시되지 않았지만, 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 포함할 수 있다.The semiconductor layer 132 may be formed on the black matrix 120, and may be formed of an inorganic semiconductor or an organic semiconductor such as amorphous silicon or poly-silicon, and although not shown in the drawing. It may include a source region, a drain region and a channel region.

게이트 절연막(134)은 반도체층(132)의 상부에 형성되고, SiO2, SiNx 등으로 형성될 수 있다.The gate insulating layer 134 is formed on the semiconductor layer 132 and may be formed of SiO 2 , SiNx, or the like.

게이트 전극(136)은 게이트 절연막(134)의 상부 소정 영역에 형성되고, 박막 트랜지스터에 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결된다.The gate electrode 136 is formed in an upper predetermined region of the gate insulating layer 134 and is connected to a gate line (not shown) for applying an on / off signal to the thin film transistor.

보호막(140)은 복수의 박막 트랜지스터(130)의 전면에 형성되어, 복수의 박막 트랜지스터(130)를 보호한다. 이를 위해, 보호막(140)은 무기 절연막 또는 유기 절연막을 사용할 수 있다. 무기 절연막으로는 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST 및 PZT 등을 포함할 수 있고, 유기 절연막으로는 일반 범용고분자(PMMA, PS), 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 또한, 보호막(140)은 무기 절연막과 유기 절연막의 복합 적층체로도 형성될 수 있다.The passivation layer 140 is formed on the entire surface of the plurality of thin film transistors 130 to protect the plurality of thin film transistors 130. To this end, the protective layer 140 may use an inorganic insulating film or an organic insulating film. The inorganic insulating film may include SiO 2 , SiNx, SiON, Al 2 O 3 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , HfO 2 , ZrO 2 , BST, and PZT, and the organic insulating film may be a general purpose polymer (PMMA, PS), a polymer derivative having a phenolic group, an acrylic polymer, an imide polymer, an arylether polymer, an amide polymer, a fluorine polymer, a p-xylene polymer, a vinyl alcohol polymer, blends thereof, and the like. . In addition, the passivation layer 140 may be formed of a composite laminate of an inorganic insulating layer and an organic insulating layer.

또한, 보호막(140)에는 컨택홀을 통하여 소스 전극(142) 및 드레인 전극(144)이 각각 박막 트랜지스터(130)의 소스 영역 및 드레인 영역에 접하도록 형성된다. 여기서, 소스 전극(142) 및 드레인 전극(144)은 투과도가 0 ~ 70%이고, 전도도를 갖는 금속 물질로 이루어진다.In addition, the passivation layer 140 is formed such that the source electrode 142 and the drain electrode 144 are in contact with the source region and the drain region of the thin film transistor 130 through contact holes. Here, the source electrode 142 and the drain electrode 144 have a transmittance of 0 to 70% and are made of a metal material having conductivity.

평탄층(150)은 투명한 유기 물질로 이루어지고, 보호막(140)의 상부에 형성되어, 후술하는 유기 전계 발광 소자(180)의 제1 전극층(182)이 박막 트랜지스터(130)의 소스 전극(142) 또는 드레인 전극(144)과 전기적으로 연결될 수 있도록 제1 비아홀(152)을 포함한다.The flat layer 150 is made of a transparent organic material, and is formed on the passivation layer 140, so that the first electrode layer 182 of the organic electroluminescent device 180, which will be described later, is the source electrode 142 of the thin film transistor 130. Or a first via hole 152 to be electrically connected to the drain electrode 144.

컬러 필터(160)는 평탄층(150)의 상부 일측에 형성된다. 자세하게는, 컬러 필터(160)는 복수의 박막 트랜지스터(130)의 반대 측에 위치하는 유기 전계 발광 소자(180)의 제1 전극층(182) 하부에 형성된다. 컬러 필터(160)는 적색 영역의 파장을 통과시키는 컬러 필터, 녹색 영역의 파장을 통과시키는 컬러 필터 및 청색 영역의 파장을 통과시키는 컬러 필터 등이 될 수 있다.The color filter 160 is formed on one upper side of the flat layer 150. In detail, the color filter 160 is formed under the first electrode layer 182 of the organic light emitting diode 180 positioned on the opposite side of the plurality of thin film transistors 130. The color filter 160 may be a color filter passing the wavelength of the red region, a color filter passing the wavelength of the green region, and a color filter passing the wavelength of the blue region.

오버코트막(170)은 아크릴계 화합물 따위의 감광성 유기 물질로 만들어질 수 있고, 컬러 필터(160)를 포함하는 평탄층(150) 상부에 형성되어, 컬러 필터(160)로 인한 단차를 제거하고 표면을 평탄화한다. 이와 더불어, 오버코드막(170)은 후술하는 유기 전계 발광 소자(180)의 제1 전극층(182)이 박막 트랜지스터(130)의 소스 전극(142) 또는 드레인 전극(144)과 전기적으로 연결될 수 있도록 평탄층(150)의 제1 비아홀(152)에 연장되는 제2 비아홀(172)을 포함한다.The overcoat layer 170 may be made of a photosensitive organic material such as an acryl-based compound, and may be formed on the flat layer 150 including the color filter 160 to remove the step caused by the color filter 160 and to remove the surface. Flatten. In addition, the overcode layer 170 may allow the first electrode layer 182 of the organic light emitting diode 180 to be described later to be electrically connected to the source electrode 142 or the drain electrode 144 of the thin film transistor 130. The second via hole 172 extends to the first via hole 152 of the flattening layer 150.

유기 전계 발광 소자(180)는 컬러 필터(160)가 위치하는 오버코트막(170) 상부에 형성되고, 서로 대향된 제1 전극층(182)과 제2 전극층(186)을 포함하며, 이 사이에 개재된 유기 발광층(184)을 포함한다.The organic electroluminescent device 180 is formed on the overcoat layer 170 where the color filter 160 is located, and includes the first electrode layer 182 and the second electrode layer 186 facing each other, and interposed therebetween. Organic light emitting layer 184.

제1 전극층(182)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물로 형성된 반사막과, 일함수가 높은 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등으로 형성된 투명막을 포함하고, 외부 단자와 연결되어 애노드 전극으로서 동작한다.The first electrode layer 182 is formed of Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, and a compound thereof, and a high work function of ITO, IZO, ZnO, In2O3, or the like. It includes a transparent film and is connected to an external terminal to operate as an anode electrode.

제1 전극층(182) 상에는 이를 덮는 절연물인 화소 정의막(190)이 형성된다. 유기 발광층(184)은 화소 정의막(190) 상에 소정의 개구부를 형성한 후, 이 개구부로 한정된 영역에 형성된다. 물론, 본 발명과 같이 백색광이 방출되는 유기 전계 발광 소자의 경우 유기 발광층(184)이 반드시 개구부로 한정된 영역에만 형성될 필요는 없으며, 제1 전극층(182)의 개구부 및 화소 정의막(190) 상부 전체에 걸쳐서 형성될 수도 있다.The pixel defining layer 190, which is an insulator covering the electrode, is formed on the first electrode layer 182. The organic emission layer 184 is formed in a region defined by the openings after forming a predetermined opening on the pixel defining layer 190. Of course, in the case of the organic light emitting device in which white light is emitted, the organic light emitting layer 184 does not necessarily need to be formed only in an area defined by an opening, and the opening of the first electrode layer 182 and the upper portion of the pixel defining layer 190 are formed. It may be formed throughout.

제2 전극층(186)은 투과형 전극으로 구비되는 것이 바람직하며, 일함수가 작은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 Ag 등의 금속을 얇게 형성한 반투과막일 수 있다. 물론, 이러한 금속 반투과막 상에 ITO, IZO, ZnO 및 In2O3 등의 투명도전막을 형성하여, 얇은 금속 반투과막의 두께에서 기인하는 고저항의 문제를 보완할 수 있다. 이에, 제2 전극층(186)은 외부 단자와 연결되어 캐소드 전극으로서 동작한다.The second electrode layer 186 is preferably provided as a transmissive electrode, and may be a semi-transmissive film formed by thinly forming a metal such as Li, Ca, LiF / Ca, LiF / Al, Al, Mg, and Ag having a small work function. Of course, by forming a transparent conductive film such as ITO, IZO, ZnO, and In 2 O 3 on the metal semi-transmissive film, it is possible to supplement the problem of high resistance due to the thickness of the thin metal semi-transmissive film. Accordingly, the second electrode layer 186 is connected to an external terminal to operate as a cathode electrode.

상기와 같은 제1 전극층(182)과 제2 전극층(186)은 그 극성이 서로 반대가 되어도 무방하다.The polarity of the first electrode layer 182 and the second electrode layer 186 as described above may be opposite to each other.

한편, 제1 전극층(182)과 제2 전극층(186)의 사이에 개재된 유기 발광층(184)은 제1 전극층(182)과 제2 전극층(186)의 전기적 구동에 의해 백색광이 방출된다. 이때 유기 발광층(184)에서 방출되는 백색광은 연색성 지수(CRI)(>75)가 좋고, CIE 다이어그램에서 (0.33, 0.33)의 좌표에 가까운 것이 바람직하나, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the organic light emitting layer 184 interposed between the first electrode layer 182 and the second electrode layer 186 emits white light by electrical driving of the first electrode layer 182 and the second electrode layer 186. At this time, the white light emitted from the organic light emitting layer 184 has a good color rendering index (CRI) (> 75), preferably close to the coordinates of (0.33, 0.33) in the CIE diagram, but is not necessarily limited thereto.

유기 발광층(184)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물을 사용할 수 있다. 유기 발광층(184)이 저분자 유기물로 형성된 저분자 유기층인 경우에는 유기 발광층(184)을 중심으로 제1 전극층(182)의 방향으로 홀 수송층(Hole Transport Layer: HTL) 및 홀 주입층(Hole Injection Layer: HIL)등이 적층되고, 제2 전극층(186)의 방향으로 전자 수송층(Electron Transport Layer: ETL) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer: EIL) 등이 적층된다. 물론, 이들 홀 주입층, 홀 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 외에도 다양한 층들이 필요에 따라 적층되어 형성될 수 있다.The organic light emitting layer 184 may use a low molecular weight organic material or a high molecular weight organic material. When the organic light emitting layer 184 is a low molecular organic layer formed of a low molecular organic material, a hole transport layer (HTL) and a hole injection layer (HTL) in the direction of the first electrode layer 182 around the organic light emitting layer 184 HIL) and the like, and an electron transport layer (ETL), an electron injection layer (EIL), and the like are stacked in the direction of the second electrode layer 186. Of course, in addition to these hole injection layer, hole transport layer, electron transport layer and electron injection layer, various layers may be stacked and formed as necessary.

한편, 고분자 유기물로 형성된 고분자 유기층의 경우에는 유기 발광층(184)을 중심으로 제1 전극층(182)의 방향으로 홀 수송층만이 구비될 수 있다. 고분자 홀 수송층은 폴리에틸렌 디히드록시티오펜 (PEDOT: Poly-(2, 4)-ethylene-dihydroxy thiophene)이나 폴리아닐린(PANI: Polyaniline) 등을 사용하여 잉크젯 프린팅이나 스핀 코팅의 방법에 의해 제1 전극층(182) 상부에 형성된다.Meanwhile, in the case of the polymer organic layer formed of the polymer organic material, only the hole transport layer may be provided in the direction of the first electrode layer 182 around the organic emission layer 184. The polymer hole transport layer may be formed of a first electrode layer by ink jet printing or spin coating using polyethylene dihydroxythiophene (PEDOT: Poly- (2, 4) -ethylene-dihydroxy thiophene) or polyaniline (PANI: Polyaniline). 182) is formed on top.

유기 발광층(184)에서 백색 발광을 구현하는 방법으로, 파란색 또는 보라색 빛으로 형광체를 여기시킨 후 여기서 방출된 다양한 색상들을 섞어, 넓고 풍부한 영역의 파장 스펙트럼을 형성하는 다운 컨버전(Down Conversion)식의 파장 변형(Wave Conversion) 방식과, 두 가지의 기본색상(파란색과 주황색) 또는 세 가지의 기본색상(적색, 녹색, 청색)을 혼합하여 백색광을 형성하는 색상 혼합(Color Mixing) 방식 등을 사용할 수 있다. 물론 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 백색광을 구현할 수 있는 다양한 재료 및 다양한 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.
In the organic light emitting layer 184, a white light emission method excites a phosphor with blue or purple light, and then mixes various colors emitted from the organic light emitting layer 184 to form a wavelength spectrum of a wide and rich region. You can use the Wave Conversion method and Color Mixing method that forms two white colors by mixing two basic colors (blue and orange) or three basic colors (red, green and blue). . Of course, the present invention is not limited thereto, and various materials and various methods capable of realizing white light may be applied.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일실시예에 따른 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도이다.2A to 2E are flowcharts illustrating a method of manufacturing an active matrix organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.

도 2a에 도시된 바와 같이, 유리, 금속 및 플라스틱 중 어느 하나의 재질로 이루어진 기판(110)의 상부 일측에 100 ~ 10000Å의 두께로 단일 또는 복수의 층으로 이루어진 블랙 매트릭스(120)를 형성한다. 여기서, 블랙 매트릭스(120)는 유기물, 무기물 또는 그 복합 재료로 구성되고, 투과도가 0 ~ 50%이다. 예를 들면, 블랙 매트릭스(120)는 1500Å 두께의 Cr과 1500Å 두께의 CrOx로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 2A, a black matrix 120 including a single layer or a plurality of layers is formed on the upper side of the substrate 110 formed of any one of glass, metal, and plastic with a thickness of 100 to 10000 mm 3. Here, the black matrix 120 is composed of an organic material, an inorganic material or a composite material thereof, and has a transmittance of 0 to 50%. For example, the black matrix 120 may be formed of Cr having a thickness of 1500Å and CrOx having a thickness of 1500Å.

도 2b에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(120)의 상부에 복수의 박막 트랜지스터(130)를 형성한다. 자세하게는, 블랙 매트릭스(120)의 상부에 비정질 실리콘(Amorphous Silicon) 또는 폴리 실리콘(Poly-silicon)과 같은 무기 반도체 또는 유기 반도체 등으로 이루어진 반도체층(132)을 형성하고, 반도체층(132)의 상부에 SiO2, SiNx 등으로 이루어진 게이트 절연막(134)을 형성하며, 게이트 절연막(134)의 상부 소정 영역에 게이트 전극(136)을 형성함으로써, 복수의 박막 트랜지스터(130)를 형성한다.As shown in FIG. 2B, a plurality of thin film transistors 130 are formed on the black matrix 120. In detail, a semiconductor layer 132 made of an inorganic semiconductor such as amorphous silicon or poly-silicon or an organic semiconductor is formed on the black matrix 120, and the semiconductor layer 132 is formed on the black matrix 120. A plurality of thin film transistors 130 are formed by forming a gate insulating film 134 made of SiO 2 , SiNx, or the like on the upper portion of the gate insulating film 134.

비록, 도면에는 도시되지 않았지만, 복수의 박막 트랜지스터(130)를 형성하기 이전에 블랙 매트릭스(120) 상에 유기 물질로 이루어진 평탄막을 형성할 수도 있다.Although not shown in the drawings, a flat film made of an organic material may be formed on the black matrix 120 before the plurality of thin film transistors 130 are formed.

도 2c에 도시된 바와 같이, 복수의 박막 트랜지스터(130)의 전면에 복수의 박막 트랜지스터(130)를 보호하는 보호막(140)을 형성한다. 여기서, 보호막(140)은 무기 절연막 또는 유기 절연막을 사용할 수 있다. 또한, 보호막(140)은 무기 절연막과 유기 절연막의 복합 적층체로도 형성될 수 있다.As illustrated in FIG. 2C, the passivation layer 140 that protects the plurality of thin film transistors 130 is formed on the entire surface of the plurality of thin film transistors 130. Here, the protective film 140 may be an inorganic insulating film or an organic insulating film. In addition, the passivation layer 140 may be formed of a composite laminate of an inorganic insulating layer and an organic insulating layer.

그리고, 보호막(140)에 컨택홀을 형성하고, 컨택홀에 투과도가 0 ~ 70%이고, 전도도를 갖는 금속 물질을 충진하여 박막 트랜지스터(130)의 소스 영역 및 드레인 영역에 접하도록 소스 전극(142) 및 드레인 전극(144)을 각각 형성한다.In addition, a contact hole is formed in the passivation layer 140, and the source electrode 142 is filled in the contact hole to be in contact with the source region and the drain region of the thin film transistor 130 by filling a metal material having a conductivity of 0 to 70% and a conductivity. ) And drain electrode 144 are formed, respectively.

도 2d에 도시된 바와 같이, 보호막(140)의 상부에 투명한 유기 물질로 이루어진 평탄층(150)을 형성한다. 이때, 평탄층(150)에 후술하는 유기 전계 발광 소자(180)의 제1 전극층(182)이 박막 트랜지스터(130)의 소스 전극(142) 또는 드레인 전극(144)과 전기적으로 연결될 수 있도록 제1 비아홀(152)을 형성한다.As shown in FIG. 2D, a flat layer 150 made of a transparent organic material is formed on the passivation layer 140. In this case, the first electrode layer 182 of the organic light emitting diode 180, which will be described later, may be electrically connected to the source electrode 142 or the drain electrode 144 of the thin film transistor 130. The via hole 152 is formed.

그리고, 평탄층(150)의 상부 일측에 컬러 필터(160)를 형성한다. 이때, 컬러 필터(160)는 복수의 박막 트랜지스터(130)의 반대 측에 위치하는 유기 전계 발광 소자(180)의 제1 전극층(182) 하부에 형성된다.Then, the color filter 160 is formed on one side of the flat layer 150. In this case, the color filter 160 is formed under the first electrode layer 182 of the organic light emitting diode 180 positioned on the opposite side of the plurality of thin film transistors 130.

이후, 컬러 필터(160)를 포함하는 평탄층(150) 상부에 컬러 필터(160)로 인한 단차를 제거하고 표면을 평탄화하는 아크릴계 화합물 따위의 감광성 유기 물질로 이루어진 오버코트막(170)을 형성한다. 이때, 오버코트막(170)에 유기 전계 발광 소자(180)의 제1 전극층(182)이 박막 트랜지스터(130)의 소스 전극(142) 또는 드레인 전극(144)과 전기적으로 연결될 수 있도록 평탄층(150)의 제1 비아홀(152)에 연장되는 제2 비아홀(172)을 형성한다.Thereafter, an overcoat layer 170 made of a photosensitive organic material such as an acrylic compound is formed on the flat layer 150 including the color filter 160 to remove the step caused by the color filter 160 and to planarize the surface. In this case, the first electrode layer 182 of the organic light emitting diode 180 may be electrically connected to the source electrode 142 or the drain electrode 144 of the thin film transistor 130 in the overcoat layer 170. The second via hole 172 is formed to extend in the first via hole 152.

도 2e에 도시된 바와 같이, 컬러 필터(160)가 위치하는 오버코트막(170) 상부에 유기 전계 발광 소자(180)를 형성한다. 자세하게는, 오버코트막(170) 상에 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물로 형성된 반사막과, 일함수가 높은 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등으로 형성된 투명막을 포함하는 제1 전극층(182)을 형성한다.As illustrated in FIG. 2E, the organic light emitting diode 180 is formed on the overcoat layer 170 where the color filter 160 is located. Specifically, a reflective film formed of Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, and a compound thereof on the overcoat film 170, and ITO, IZO, ZnO, or In2O3 having a high work function. A first electrode layer 182 including a transparent film formed of, for example, is formed.

그리고 제1 전극층(182) 상에 이를 덮는 절연물인 화소 정의막(190)을 형성하고, 화소 정의막(190) 상에 소정의 개구부를 형성한 후, 이 개구부로 한정된 영역에 유기 발광층(184)을 형성한다.The pixel defining layer 190, which is an insulator covering the same, is formed on the first electrode layer 182, and a predetermined opening is formed on the pixel defining layer 190, and then the organic emission layer 184 is formed in the region defined by the opening. To form.

그리고 유기 발광층(184) 상에 제2 전극층(186)을 형성한다. 여기서, 제2 전극층(186)은 투과형 전극으로 구비되는 것이 바람직하며, 일함수가 작은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 Ag 등의 금속을 얇게 형성한 반투과막일 수 있다.
The second electrode layer 186 is formed on the organic emission layer 184. Here, the second electrode layer 186 is preferably provided as a transmissive electrode, and may be a semi-transmissive film formed by thinly forming a metal such as Li, Ca, LiF / Ca, LiF / Al, Al, Mg, and Ag having a small work function. have.

본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 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 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.

110: 기판 120: 블랙 매트릭스
130: 박막 트랜지스터 132: 반도체층
134: 게이트 절연막 136: 게이트 전극
140: 보호막 142: 소스 전극
144: 드레인 전극 150: 평탄층
152: 제1 비아홀 160: 컬러 필터
170: 오버코트막 172: 제2 비아홀
180: 유기 전계 발광 소자 182: 제1 전극층
184: 유기 발광층 186: 제2 전극층
190: 화소 정의막110: substrate 120: black matrix
130: thin film transistor 132: semiconductor layer
134: gate insulating film 136: gate electrode
140: protective film 142: source electrode
144: drain electrode 150: flat layer
152: first via hole 160: color filter
170: overcoat film 172: second via hole
180: organic electroluminescent element 182: first electrode layer
184: organic light emitting layer 186: second electrode layer
190: pixel defining layer

Claims (18)

기판;
상기 기판의 상부 일측에 형성되는 블랙 매트릭스;
상기 블랙 매트릭스의 상부에 형성되는 적어도 하나의 박막 트랜지스터;
상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 전면을 덮는 보호막;
상기 보호막의 상부에 형성되는 평탄층;
상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터가 형성된 반대 측 평탄층 상부에 형성되는 컬러 필터; 및
상기 컬러 필터의 상부에 형성되는 유기 전계 발광 소자;
를 포함하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치.
Board;
A black matrix formed on an upper side of the substrate;
At least one thin film transistor formed on the black matrix;
A passivation layer covering an entire surface of the at least one thin film transistor;
A flat layer formed on the passivation layer;
A color filter formed on an opposite side planar layer on which the at least one thin film transistor is formed; And
An organic electroluminescent element formed on the color filter;
An active matrix organic electroluminescent device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 기판은 유리, 금속 및 플라스틱 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치.
The method of claim 1,
The substrate is an active matrix organic electroluminescent device, characterized in that made of any one of glass, metal and plastic.
제1항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스의 투과도는 0 ~ 50%인 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치.
The method of claim 1,
The transmittance of the black matrix is an active matrix organic electroluminescent device, characterized in that 0 to 50%.
제1항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스와 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터 사이에 위치하는 평탄막;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치.
The method of claim 1,
A planar film disposed between the black matrix and the at least one thin film transistor;
An active matrix organic electroluminescent device further comprising.
제1항에 있어서, 각각의 박막 트랜지스터는,
소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 포함하는 반도체층;
상기 반도체층의 상부에 형성되는 게이트 절연막; 및
상기 게이트 절연막의 상부에 형성되는 게이트 전극;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치.
The thin film transistor of claim 1, wherein each thin film transistor comprises:
A semiconductor layer including a source region, a drain region and a channel region;
A gate insulating film formed over the semiconductor layer; And
A gate electrode formed on the gate insulating film;
An active matrix organic electroluminescent device comprising a.
제5항에 있어서, 상기 보호막은,
상기 소스 영역과 접하도록 형성되는 소스 전극; 및
상기 드레인 영역과 접하도록 형성되는 드레인 전극;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치.
The method of claim 5, wherein the protective film,
A source electrode formed to contact the source region; And
A drain electrode formed to contact the drain region;
An active matrix organic electroluminescent device comprising a.
제6항에 있어서,
상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 투과도가 0 ~ 70%이고, 전도도를 갖는 금속 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치.
The method of claim 6,
And the source electrode and the drain electrode have a transmittance of 0 to 70% and are made of a metal material having conductivity.
제1항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스는 유기물 또는 무기물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치.
The method of claim 1,
And the black matrix comprises an organic material or an inorganic material.
제1항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스의 두께는 100 ~ 10000Å인 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치.
The method of claim 1,
The black matrix is an active matrix organic electroluminescent device, characterized in that the thickness of 100 ~ 10000Å.
제1항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스는 단일 또는 복수의 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치.
The method of claim 1,
The black matrix is an active matrix organic electroluminescent device, characterized in that consisting of a single or a plurality of layers.
제1항에 있어서,
상기 유기 전계 발광 소자는 백색 유기 전계 발광 소자인 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치.
The method of claim 1,
The organic electroluminescent device is an active matrix organic electroluminescent device, characterized in that the white organic electroluminescent device.
기판의 상부 일측에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;
상기 블랙 매트릭스의 상부에 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 전면에 보호막을 형성하는 단계;
상기 보호막의 상부에 평탄층을 형성하는 단계;
상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터가 형성된 반대 측 평탄층 상부에 컬러 필터를 형성하는 단계; 및
상기 컬러 필터의 상부에 유기 전계 발광 소자를 형성하는 단계;
를 포함하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 제조 방법.
Forming a black matrix on an upper side of the substrate;
Forming at least one thin film transistor on the black matrix;
Forming a protective film on an entire surface of the at least one thin film transistor;
Forming a flat layer on the passivation layer;
Forming a color filter on an opposite side planar layer on which the at least one thin film transistor is formed; And
Forming an organic EL device on the color filter;
Method for manufacturing an active matrix organic electroluminescent device comprising a.
제12항에 있어서,
상기 기판은 유리, 금속 및 플라스틱 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 제조 방법.
The method of claim 12,
The substrate is a method of manufacturing an active matrix organic electroluminescent device, characterized in that made of any one of glass, metal and plastic.
제12항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스의 투과도는 0 ~ 50%인 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 제조 방법.
The method of claim 12,
The transmittance of the black matrix is a method of manufacturing an active matrix organic electroluminescent device, characterized in that 0 to 50%.
제12항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스를 형성하는 단계 이후에,
상기 블랙 매트릭스와 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터 사이에 평탄막을 형성하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 제조 방법.
The method of claim 12, wherein after forming the black matrix,
Forming a planar film between the black matrix and the at least one thin film transistor;
The method of manufacturing an active matrix organic electroluminescent device further comprising.
제12항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스는 유기물 또는 무기물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 제조 방법.
The method of claim 12,
The black matrix is a method of manufacturing an active matrix organic electroluminescent device, characterized in that it comprises an organic or inorganic.
제12항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스를 형성하는 단계에서,
상기 블랙 매트릭스는 100 ~ 10000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 제조 방법.
The method of claim 12, wherein in the forming of the black matrix,
The black matrix is a method of manufacturing an active matrix organic electroluminescent device, characterized in that formed in a thickness of 100 ~ 10000Å.
제12항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스를 형성하는 단계에서,
상기 블랙 매트릭스는 단일 또는 복수의 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 장치의 제조 방법.
The method of claim 12, wherein in the forming of the black matrix,
The black matrix is a method of manufacturing an active matrix organic electroluminescent device, characterized in that formed of a single or a plurality of layers.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150024575A (en) * 2013-08-27 2015-03-09 엘지디스플레이 주식회사 Organic Light Emitting Diode Display Having High Aperture Ratio And Method For Manufacturing The Same
KR20150028055A (en) * 2013-09-05 2015-03-13 엘지디스플레이 주식회사 Organic Light Emitting Diode Display And Method For Manufacturing The Same
KR20150034462A (en) * 2013-09-26 2015-04-03 엘지디스플레이 주식회사 Organic Light Emitting Diode Display Having High Aperture Ratio And Method For Manufacturing The Same
KR20160008020A (en) * 2014-07-11 2016-01-21 엘지디스플레이 주식회사 Organic Light Emitting Display Device

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