KR20150044451A - 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 각 화소영역 별로 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 각 화소영역의 경계에 형성되어 상기 제 1 전극의 중앙부를 노출시키는 제 1 개구가 구비되며 제 1 무기절연물질로 이루어진 제 1 두께와 제 1 폭을 갖는 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 상부로 상기 제 1 보호층 및 상기 제 1 전극을 노출시키는 제 2 개구를 가지며, 제 2 무기절연물질로 이루어지며, 하부의 제 1 층과 상부의 제 2 층의 이중층 구조를 이루며 제 2 두께를 갖는 제 2 보호층과; 상기 제 2 보호층으로 둘러싸인 상기 제 2 개구에 상기 제 1 보호층 및 제 1 전극 상부에 형성된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층 상부로 상기 표시영역 전면에 형성된 제 2 전극을 포함하는 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법을 제공한다.

Description

유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법{Organic electro-luminescent device and method of fabricating the same}
본 발명은 유기전계 발광소자(Organic Electro-luminescent Device)에 관한 것이며, 특히 무기재질로 이루어진 뱅크를 구비하면서도 선택적으로 소수성 특성이 부여되어 액상의 유기 발광층 형성 시 각 화소영역 내에서 가장자리 부분과 중앙부의 두께 차이로 인해 발생되는 개구율 저하 및 이에 따른 수명 저하를 억제할 수 있는 유기전계 발광소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
평판 디스플레이(FPD ; Flat Panel Display)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, 직류 5V 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
따라서, 전술한 바와 같은 장점을 갖는 유기전계 발광소자는 최근에는 TV, 모니터, 핸드폰 등 다양한 IT기기에 이용되고 있다.
이하, 유기전계 발광소자의 기본적인 구조에 대해서 조금 더 상세히 설명한다.
유기전계 발광소자는 크게 어레이 소자와 유기전계 발광 다이오드로 이루지고 있다. 상기 어레이 소자는 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와, 상기 유기전계 발광 다이오드와 연결된 구동 박막트랜지스터로 이루어지며, 상기 유기전계 발광 다이오드는 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극과 유기 발광층 및 제 2 전극으로 이루어지고 있다.
이러한 구성을 갖는 유기전계 발광소자는 상기 유기 발광층으로부터 발생된 빛이 상기 제 1 전극 또는 제 2 전극을 향해 출사됨으로써 화상을 표시하게 되며, 개구율 등을 고려할 때, 근래에는 통상 상기 제 2 전극을 향해 출사되는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 상부 발광 방식으로 제조되고 있다.
한편, 이러한 일반적인 유기발광 표시장치에 있어 상기 유기 발광층은 통상 쉐도우 마스크를 이용한 열증착법에 의해 형성되고 있다.
헌데, 근래들어 표시장치의 대형화에 의해 쉐도우 마스크의 처짐 등이 심하게 발생되어 증착 불량이 증가됨으로서 대면적의 기판에 대해서는 적용이 점점 어려워지고 있으며, 쉐도우 마스크를 이용한 열증착의 경우 쉐도우 이팩트(shadow effect) 등이 발생됨으로서 현 기술력으로는 250PPI 이상의 고해상도를 갖는 유기전계 발광소자를 제조하는데 무리가 있다.
따라서, 대면적의 유기전계 발광소자 제조를 위해 쉐도우 마스크를 이용한 열증착 공정을 대체하는 유기 발광층의 형성 방법이 제안되었다.
제안된 유기 발광층의 형성방법은 액상의 유기 발광물질을 잉크젯 장치 또는 노즐 코팅 장치를 통해 뱅크로 둘러싸인 영역에 분사 또는 드롭핑 한 후 경화시키는 것이다.
도 1은 노즐 코팅 장치를 통해 액상의 유기 발광물질을 드롭핑하여 유기 발광층을 형성하는 단계를 진행한 후의 유기전계 발광소자의 단면도이다.
액상의 유기 발광물질을 잉크젯 장치를 통해 각 화소영역별로 분사하거나 또는 노즐 코팅 장치를 통해 드롭핑을 하기 위해서는 액상 상태의 유기 발광물질이 각 화소영역(P) 내에서 주위로 흘러가는 것을 방지하기 위해 필수적으로 제 1 전극(50)이 형성된 각 화소영역(P)을 둘러싸는 형태의 뱅크가 필요로 되고 있다.
따라서, 도시한 바와같이 유기 발광층(도 1b의 55)이 구비되기 전에 각 화소영역(P)의 경계를 따라 단일층 구조를 갖는 뱅크(53)가 구비되고 있다.
이때, 상기 뱅크(53)는 소수성 특성을 갖는 유기물질로 이루어지고 있다. 이렇게 뱅크(53)가 소수성 특성을 갖도록 하는 것은 액상의 유기 발광 물질이 분사 또는 드롭핑 될 때 장비 자체가 가지는 오차 등에 의해 뱅크로 둘러싸인 화소영역(P) 내의 중앙부 분사되지 않고 약간 치우쳐 분사되어 뱅크(53) 상에도 소정량 분사되더라도 상기 뱅크(53)에서 흘러내려 각 화소영역(P) 내에 위치하도록 하고, 나아가 액상의 유기 발광 물질의 분사량이 조금 과하게 이루어졌을 경우도 상기 뱅크(53) 상부로 넘쳐 흐르는 것을 억제시키기 위함이다.
상기 뱅크가 소수성 특성을 갖게 되면 친수성 특성을 갖는 액상의 유기 발광 물질을 밀어내는 특성을 가지므로 상기 뱅크(53)의 상부에는 유기 발광 물질이 코팅되지 않고 뱅크(53)로 둘러싸인 영역에 대해서만 집중적으로 모이도록 할 수 있기 때문이다.
상기 뱅크(53)로 둘러싸인 각 화소영역(P) 내에 잉크젯 장치의 헤드 또는 노즐 코팅 장치(98)의 노즐이 위치하여 액상의 유기 발광 물질을 분사 또는 드롭핑 하게 되면 각 화소영역(P) 내에 유기 발광 물질이 채워지게 되며, 이러한 상태에서 열처리를 진행하여 건조 및 경화시킴으로서 유기 발광층(55)이 형성되고 있다.
하지만, 전술한 바와같이 잉크 젯 장치 또는 노즐 코팅 장치를 통해 유기 발광층(55)을 형성하게 되면 각 뱅크(53)로 둘러싸인 영역 내의 중앙부 대비 상기 뱅크(53)와 인접하는 가장자리 부분의 두께가 두껍게 형성되는 현상이 발생된다.
이는 경화되는 과정에서 뱅크(53)와 접촉하는 부분이 상대적으로 느리게 경화되며 중앙부로부터 경화가 이루어지면서 내부적으로 유기 발광물질이 가장자리 부분으로 이동하고 이 상태에서 최종적으로 경화되기 때문이다.
따라서 이러한 현상에 의해 각 화소영역(P) 내에서 상기 유기 발광층(55)은 중앙부에 대해서는 그 두께 편차가 거의 없이 평탄하게 형성되지만, 뱅크(53)와 인접하는 가장자리 부분으로 갈수록 점진적으로 그 두께가 증가하는 단면 형태를 이루게 된다.
한편, 유기 발광층(55)은 두께가 다를 경우, 동일한 크기의 전류가 인가됨에 의해 그 발광 효율의 차이가 발생되며 이로 인해 뱅크 주변으로 유기 발광층이 평탄한 표면을 갖지 못하고 타 영역 대비 두껍게 형성된 부분이 어둡게 나타나게 되며, 이러한 어둡게 표시되는 부분은 사용자가 바라볼 때 얼룩처럼 느끼게 되므로 이렇게 두껍게 형성되는 부분에 대해서는 이를 사용자에게 보이지 않도록 하여 실질적인 발광영역이 되지 않도록 하고 있다.
따라서, 도 1을 참조하면 사용자가 실질적으로 바라보게 되는 각 화소영역(P)은 뱅크(53)로 둘러싸인 영역 전면이 아니라 유기 발광층(55)이 평판한 표면을 가지며 형성되어 균일한 휘도를 가지며 발광되는 발광영역(EA1) 부분이 되고 있으며, 이러한 구성을 갖는 종래의 유기전계 발광소자는 개구율이 매우 저하되고 있는 실정이다.
그리고 근래 들어서는 평판 표시장치로서 가장 메인이 되고 있는 액정표시장치와 가격 경쟁력을 확보하기 위해 전술한 구성을 갖는 유기전계 발광소자의 제조 비용을 저감시키려고 노력하고 있으며, 상대적으로 비싼 소수성의 유기재질로 이루어지는 상기 소수성 특성을 갖는 뱅크에 있어 이를 이루는 유기물질대비 저가의 대체제가 필요로 되고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 뱅크로 둘러싸인 영역에서 뱅크와 인접하는 주변부까지 평탄한 표면을 갖도록 하여 각 화소영역 내에서 균일한 발광특성을 갖는 부분을 확장시킴으로서 개구율을 향상시킬 수 있는 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
나아가 본 발명은 소수성 특성을 가지면서도 유기물질 대비 저가의 무기물질로 이루어진 뱅크를 구비한 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 각 화소영역 별로 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 각 화소영역의 경계에 형성되어 상기 제 1 전극의 중앙부를 노출시키는 제 1 개구가 구비되며 제 1 무기절연물질로 이루어진 제 1 두께와 제 1 폭을 갖는 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 상부로 상기 제 1 보호층 및 상기 제 1 전극을 노출시키는 제 2 개구를 가지며, 제 2 무기절연물질로 이루어지며, 하부의 제 1 층과 상부의 제 2 층의 이중층 구조를 이루며 제 2 두께를 갖는 제 2 보호층과; 상기 제 2 보호층으로 둘러싸인 상기 제 2 개구에 상기 제 1 보호층 및 제 1 전극 상부에 형성된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층 상부로 상기 표시영역 전면에 형성된 제 2 전극을 포함한다.
이때, 상기 제 1 무기절연물질은 산화실리콘(SiO2)이며, 상기 제 2 무기절연물질은 산화실리콘(SiO2)인 것이 특징이다.
그리고 상기 제 2 층은 소수성 특성을 갖는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 두께는 상기 유기 발광층의 두께보다 얇으며, 상기 제 2 두께는 상기 유기 발광층의 두께보다 두꺼운 것이 특징이다.
한편, 상기 제 1 기판 상에는 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선이 형성된 동일한 층에 이들 배선과 나란하게 이격하며 형성된 전원배선과; 상기 각 화소영역에 구비되며, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 상기 전원배선 및 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터를 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극이 형성된 동일한 층에 상기 드레인 전극의 일끝단을 덮으며 형성된 것이 특징이다.
또한, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터는 각각 폴리실리콘의 반도체층과, 게이트 절연막과, 게이트 전극과, 층간절연막과, 서로 이격하며 상기 폴리실리콘의 반도체층과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극의 적층 구성을 이루며, 상기 제 1 전극은 상기 층간절연막 상에 형성된 것이 특징이다.
그리고 상기 제 1 기판에 대응하여 이와 마주하는 제 2 기판이 구비되거나, 또는 상기 제 2 전극과 접촉하며 상기 제 2 기판의 역할을 하는 인캡슐레이션막이 구비된 것이 특징이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판 상의 상기 각 화소영역 별로 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 각 화소영역의 경계에 형성되어 상기 제 1 전극의 중앙부를 노출시키는 제 1 개구가 구비되며 제 1 무기절연물질로 이루어진 제 1 두께와 제 1 폭을 갖는 제 1 보호층과, 상기 제 1 보호층 상부로 상기 제 1 보호층 및 상기 제 1 전극을 노출시키는 제 2 개구를 가지며, 제 2 무기절연물질로 이루어지며, 하부의 제 1 층과 상부의 제 2 층의 이중층 구조를 이루며 제 2 두께를 갖는 제 2 보호층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 보호층으로 둘러싸인 상기 제 2 개구에 대해 상기 제 1 보호층 및 제 1 전극 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층 상부로 상기 표시영역 전면에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 보호층을 형성하는 단계는, 상기 제 1 전극 위로 상기 제 1 기판 전면에 제 1 무기절연물질을 증착하여 제 1 무기절연물질층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 무기절연물질층 위로 반응가스로서 NH3 및 SiH4의 사용하고 상기 NH3 대비 SiH4 의 유량비를 달리함으로서 질화실리콘으로 이루어진 제 2 무기절연물질층 및 소수성 특성을 갖는 제 3 무기절연물질층을 형성하는 단계와; 상기 제 3 무기절연층 위로 제 3 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴과 상기 제 3 두께보다 얇은 제 4 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 제 3 무기절연물질층과 이의 하부에 위치하는 제 2 및 제 1 무기절연물질층을 제거함으로서 상기 각 화소영역에 대해 제 1 개구를 갖는 상기 제 1 보호층과 이의 상부로 상기 제 1 보호층과 동일한 평면 형태를 갖는 제 2 및 제 3 무기절연패턴을 형성하는 단계와; 애싱을 진행하여 상기 제 4 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와; 상기 제 4 포토레지스트 패턴이 제거됨으로서 노출된 제 3 무기절연패턴 및 이의 하부에 위치하는 제 2 무기절연패턴을 식각하여 제거함으로서 상기 제 1 보호층 및 상기 제 1 전극을 노출시키는 제 2 개구를 갖는 이중층 구조의 상기 제 2 보호층을 형성하는 단계와; 상기 제 3 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제 2 무기절연물질층을 형성 시 상기 NH3과 SiH4의 유량비는 15:1 내지 30:1이 되도록 하며, 상기 제 3 무기절연물질층을 형성 시 상기 NH3과 SiH4의 유량비는 10:1 내지 2:1이 되도록 하여 소수성 특성이 부여되도록 하는 것이 특징이다.
그리고 상기 제 1 두께는 상기 유기 발광층의 두께보다 얇으며 0.1 내지 1㎛이 되도록 하며, 상기 제 2 두께는 상기 유기 발광층의 두께보다 두꺼우며 1 내지 10㎛가 되도록 하는 것이 특징이다.
또한 상기 제 1 무기절연물질은 산화실리콘(SiO2)인 것이 특징이다.
한편, 상기 유기 발광층은 상기 제 1 전극 상에 형성된 부분을 포함하여 상기 제 1 보호층 상의 일부까지 평탄한 표면을 가지며 형성되도록 하는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 2 보호층으로 둘러싸인 상기 제 2 개구에 상기 제 1 전극 및 상기 제 1 보호층 위로 액상의 유기 발광 물질을 잉크젯 장치를 이용하여 분사하거나 또는 노즐 코팅 장치를 이용하여 드롭핑함으로서 상기 제 1 두께보다 두꺼운 유기 발광 물질층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광 물질층을 건조 및 경화시키는 단계를 포함한다.
그리고 상기 제 1 전극을 형성하기 이전에 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선이 형성된 동일한 층에 이들 배선과 나란하게 이격하며 형성된 전원배선과, 상기 각 화소영역에 구비되며, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 상기 전원배선 및 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극이 형성된 동일한 층에 상기 드레인 전극의 일 끝단을 덮으며 형성하는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 유기전계 발광 소자는, 무기재질로 이루어지며 제 1 폭을 갖는 제 1 보호층과, 상기 제 1 보호층과 완전 중첩하는 형태로 제 2 층이 소수성 특성을 가지며 상기 제 1 폭보다 작은 제 2 폭을 가지며 제 1 층 및 제 2 층의 이중층 구조를 갖는 제 2 보호층이 형성되며, 나아가 상기 제 1 보호층은 유기 발광층의 두께보다 얇은 두께를 가지며 형성됨으로서 상기 제 1 보호층 상부에는 유기 발광층이 형성된다.
이때, 상기 제 1 보호층 상에 형성되는 유기 발광층은 각 화소영역의 중앙부에서의 동일한 수준의 평탄화된 표면을 갖는 부분이 존재함으로서 각 화소영역 내에서 유기 발광층의 평탄한 표면을 이루는 영역을 확장시키게 되며, 이에 의해 상기 제 1 보호층으로 둘러싸인 전 영역에 있어 유기 발광층은 평탄한 표면을 가지며 동일한 두께를 갖게 된다.
따라서, 종래의 소수성 특성을 갖는 유기재질로 이루어진 단일층 구조를 갖는 뱅크가 구비된 유기전계 발광소자 대비 각 화소영역 내에서 그 발광영역이 확장되므로 개구율을 향상시키는 효과가 있다.
나아가, 각 화소영역 내에서 평탄한 표면을 갖는 유기 발광층이 확대됨으로서 균일한 휘도 특성을 갖게 됨으로서 휘도 불균일에 의한 얼굴 불량이 억제되어 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.
그리고 상기 제 1 보호층이 구성됨으로서 유기 발광층의 두께 균일도가 향상됨으로서 유기 발광층의 열화를 억제하여 수명을 연장시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 무기재질로 이루어지는 보호층을 이용하여 이를 뱅크로 구현함으로서 종래의 소수성 특성을 갖는 유기재질의 뱅크 구현 시 대비 1회의 마스크 공정을 생략함으로서 제조 공정 단순화 및 이를 통한 제조 비용을 절감시키는 효과가 있다.
나아가 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 상대적으로 비싼 소수성 특성을 갖는 유기재질의 뱅크를 필요로 하지 않으므로 재료비 저감을 통한 제조 비용을 더욱 저감시키는 효과가 있다.
도 1은 노즐 코팅 장치를 통해 액상의 유기 발광물질을 드롭핑하여 유기 발광층을 형성하는 단계를 진행한 후의 유기전계 발광소자의 단면도.
도 2는 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 유기전계 발광소자에 있어서 구동 박막트랜지스터에 대한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예의 또 다른 변형예에 따른 유기전계 발광소자에 있어서의 구동 박막트랜지스터에 대한 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 폭을 갖는 제 1 및 제 2 보호층가 구비된 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 단면도 및 비교예로서 종래의 소수성 특성을 갖는 유기물질로 이루어진 단일층 구조의 뱅크를 구비한 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 단면도를 함께 나타낸 도면.
도 7a 내지 도 7l은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도.
도 8은 질화실리콘 형성 시 반응가스인 NH3 및 SiH4의 유량비 차이에 따른 표면 접촉각의 변화를 나타낸 그래프.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 유기전계 발광소자의 구성 및 동작에 대해서 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 회로도인 도 2를 참조하여 간단히 설명한다.
도시한 바와 같이 유기전계 발광소자의 각 화소영역(P) 에는 스위칭(switching) 박막트랜지스터(STr)와 구동(driving) 박막트랜지스터(DTr), 스토리지 캐패시터(StgC), 그리고 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비되고 있다.
즉, 제 1 방향으로 게이트 배선(GL)이 형성되어 있고, 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 데이터 배선(DL)이 형성됨으로써 상기 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)에 의해 둘러싸인 영역으로 정의되는 화소영역(P)이 구비되고 있으며, 상기 데이터 배선(DL)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 전원배선(PL)이 형성되어 있다.
또한, 상기 데이터 배선(DL)과 게이트 배선(GL)이 교차하는 부분에는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 형성되어 있으며, 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 전기적으로 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있다.
상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 일측 단자인 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극과 연결되고 있으며, 타측 단자인 제 2 전극은 접지되고 있다. 이때, 상기 전원배선(PL)을 통해 전달되는 전원전압은 상기 구동 박마트랜지스터(DTr)를 통해 상기 유기전계 발광 다이오드(E)로 전달하게 된다. 또한, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되고 있다.
따라서, 상기 게이트 배선(GL)을 통해 신호가 인가되면 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 온(on) 되고, 상기 데이터 배선(DL)의 신호가 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극에 전달되어 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 되므로 유기전계발광 다이오드(E)를 통해 빛이 출력된다.
이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 상태가 되면, 전원배선(PL)으로부터 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며, 이로 인해 상기 유기전계 발광 다이오드(E)는 그레이 스케일(gray scale)을 구현할 수 있게 되며, 상기 스토리지 커패시터(StgC)는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 되었을 때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 함으로써 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 상태가 되더라도 다음 프레임(frame)까지 상기 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도이다. 이때, 구동 박막트랜지스터(DTr)는 각 화소영역별로 형성되지만, 도면에 있어서는 하나의 화소영역(P)에 대해서만 나타내었다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 형성된 제 1 기판(110)과, 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)으로 구성되고 있다. 이때, 상기 제 2 기판(170)은 무기절연막 또는 유기절연막 등으로 대체됨으로써 생략될 수 있다.
우선, 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비된 제 1 기판(110)의 구성에 대해 설명한다.
상기 제 1 기판(110) 상에는 각 화소영역(P) 내에 순수 폴리실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널이 형성되는 제 1 영역(113a), 그리고 상기 제 1 영역(113a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 제 2 영역(113b)으로 구성된 반도체층(113)이 형성되어 있다.
상기 반도체층(113)과 상기 제 1 기판(110) 사이에는 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 버퍼층(미도시)이 더욱 형성될 수도 있다.
상기 버퍼층(미도시)은 상기 반도체층(113)의 결정화시 상기 제 1 기판(110) 내부로부터 나오는 알카리 이온의 방출에 의한 상기 반도체층(113)의 특성 저하를 방지하기 위함이다.
또한, 상기 반도체층(113)을 덮으며 전면에 게이트 절연막(116)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 절연막(116) 위로는 상기 반도체층(113)의 제 1 영역(113a)에 대응하여 게이트 전극(120)이 형성되어 있다.
그리고 상기 게이트 절연막(116) 위로는 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 게이트 전극(미도시)과 연결되며 일 방향으로 연장하며 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다.
이때, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)를 이루는 게이트 전극(120, 미도시)과 게이트 배선(미도시)은 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어져 단일층 또는 다중층 구조를 이룬다.
또한, 상기 게이트 전극(120, 미도시)과 게이트 배선(미도시) 위로 전면에 층간절연막(123)이 형성되어 있다. 이때, 상기 층간절연막(123)과 그 하부의 게이트 절연막(116)은 상기 제 1 영역(113a) 양측면에 위치한 상기 제 2 영역(113b) 각각을 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)이 형성되어 있다.
다음, 상기 반도체층 콘택홀(125)을 포함하는 층간절연막(123) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 각 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(130)이 형성되고 있다.
또한, 상기 층간절연막(123) 위로 각 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에는 각각 서로 이격하며 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 노출된 제 2 영역(113b)과 각각 접촉하며 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다.
이때, 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과, 이들 전극(133, 136)과 접촉하는 제 2 영역(113b)을 포함하는 반도체층(113)과, 상기 반도체층(113) 상부에 형성된 게이트 절연막(116) 및 게이트 전극(120)은 각각 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 이룬다.
상기 데이터 배선(130)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136) 또한 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어져 단일층 또는 다중층 구조를 이룬다.
한편, 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(130)과 전기적으로 연결되고 있으며, 상기 데이터 배선(130)은 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 소스 전극(미도시)과 연결되며, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)는 상기 전원배선(미도시)과 유기전계 발광 다이오드(E)와 연결되고 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어서는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 폴리실리콘의 반도체층(113)을 가지며 탑 게이트 타입(Top gate type)으로 구성된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 도 4(본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 유기전계 발광소자에 있어서 구동 박막트랜지스터에 대한 단면도) 및 5(본 발명의 실시예의 또 다른 변형예에 따른 유기전계 발광소자에 있어서 구동 박막트랜지스터에 대한 단면도)에 각각 도시한 바와같이, 비정질 실리콘의 반도체층(도 3의 220) 또는 산화물 반도체 물질로 이루어진 반도체층(320)을 갖는 보텀 게이트 타입(Bottom gate type)으로 구성될 수도 있다.
상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 보텀 게이트 타입으로 구성되는 경우, 도 4에 도시한 바와같이, 게이트 전극(215)과, 게이트 절연막(218)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(220a)과 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(220b)으로 이루어진 반도체층(220)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(233, 236)의 적층구조를 갖거나, 또는 도 5에 도시한 바와같이, 게이트 전극(315)과, 게이트 절연막(318)과, 산화물 반도체층(320)과, 에치스토퍼(322)와, 상기 에치스토퍼(322) 상에서 서로 이격하며 각각 상기 산화물 반도체층(320)과 접촉하는 소스 및 드레인 전극(333, 336)의 적층구조를 갖는다.
이러한 보텀 게이트 타입의 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 형성된 제 1 기판(도 3의 210, 도 4의 310)의 경우, 상기 게이트 배선(미도시)은 상기 게이트 전극(도 3의 215, 도 4의 315)이 형성된 동일한 층에 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 게이트 전극(미도시)과 연결되도록 형성되며, 상기 데이터 배선(미도시)은 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 소스 전극(미도시)이 형성된 동일한 층에 상기 소스 전극(미도시)과 연결되도록 형성된 구성을 이루게 된다.
한편, 도 3을 참조하면, 비록 도면에 나타나지 않았지만, 상기 게이트 배선(미도시)이 형성된 동일한 층 또는 상기 데이터 배선(130)이 형성된 동일한 층에는 전원배선(미도시)이 형성되고 있으며, 이러한 전원배선(미도시)은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 일 전극과 연결되고 있다.
그리고 상기 층간절연막(123) 위로 각 화소영역(P) 별로 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 접촉하며 제 1 전극(137)이 형성되고 있다. 이때, 이러한 제 1 전극(137)은 이중층 구조로서 상부층(137b)은 애노드 전극의 역할을 하며, 하부층(147a)은 반사판의 역할을 하도록 형성되고 있는 것이 특징이다.
즉, 상기 제 1 전극(137)의 상부층(137b)은 애노드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 비교적 큰 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어지고 있으며, 상기 제 1 전극(137)의 하부층(137a)은 반사효율이 우수한 금속물질 예를들면 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)으로 이루어짐으로써 상기 제 1 전극(137) 상부에 형성되는 유기 발광층(155)으로부터 발광된 빛을 상부로 반사시켜 재활용함으로서 발광효율을 향상시키는 역할을 하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 상부발광 방식으로 구동되는 것을 일례로 보이고 있으며, 유기 발광층(155)으로부터 발광된 빛 중 상기 제 1 기판(110) 쪽으로 출사되는 빛은 실질적으로 사용자가 느끼지 못하며, 사라지게 되므로 이러한 빛을 재활용함으로서 휘도 특성을 향상시키고 나아가 제조공정 단순화를 구현할 수 있도록 상기 제 1 전극(137)을 반사 능력이 우수한 금속물질로 이루어진 하부층(137a)을 포함하여 이중층 구조를 갖도록 형성한 것이다.
한편, 상기 유기전계 발광소자가 하부발광 방식으로 구성되는 경우, 상기 제 1 전극(137)은 이중층 구조를 이룰 필요 없이 일함수 값이 낮은 투명도전성 물질만으로 이루어진 단일층 구조를 이룰 수도 있다.
그리고 상기 제 1 전극(137) 위로 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 데이터 배선(130)을 덮으며, 동시에 상기 제 1 전극(137)의 테두리와 중첩하며 각 화소영역(P)에 대응하여 제 1 보호층(140)이 형성되고 있다.
이러한 제 1 보호층(140)은 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2)으로 이루어지며 제 1 두께를 가지며, 상기 각 화소영역(P) 내에서 상기 각 제 1 전극(137)의 중앙부를 노출시키는 갖는 제 1 개구(op1)가 형성된 것이 특징이다.
따라서 이러한 구성을 갖는 상기 제 1 보호층(140)은 각 화소영역(P)을 테두리하는 형태를 이룸으로서 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어서는 보조 뱅크의 역할을 하는 것이 특징이다.
이때, 상기 제 1 보호층(140)의 폭 더욱 정확히는 데이터 배선(130)과 중첩하는 부분의 폭을 제 1 폭이라 정의할 때, 상기 제 1 폭은 종래의 유기전계 발광소자의 제 1 기판(도 1의 10)에 있어서 소수성의 유기물질로 이루어진 단일층 구조를 갖는 뱅크(도 1의 53)의 폭 수준이 되는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 보호층(140)의 제 1 두께는 이의 상부에 형성되는 유기 발광층(155)의 두께보다 얇은 두께를 갖는 것이 특징이다.
따라서 이러한 구성적 특징에 의해 상기 제 1 보호층(140) 상부에는 소정폭에 대해 유기 발광층(155)이 형성되며, 각 화소영역(P) 내에서 제 2 보호층(145)과 인접하는 영역에서의 상기 유기 발광층(155)의 두께가 두꺼워지는 것을 저감시킴으로서 각 화소영역(P)에서의 발광영역(EA2)을 확장시키는 역할을 하는 것이 특징이다.
다음, 상기 제 1 보호층(140) 위로 상기 제 1 폭보다 작은 제 2 폭을 가지며 상기 각 화소영역(P)을 테두리하는 형태로서 각 화소영역(P)에 대해 상기 제 1 개구(op1)보다 큰 제 2 개구(op2)를 가지며 무기물질로 이루어지며 제 2 두께를 갖는 제 2 보호층(145)이 형성되어 있다.
이때, 상기 제 2 두께는 1㎛ 내지 10㎛ 정도의 크기를 가지며 유기 발광층(155)의 두께보다 두꺼운 것이 특징이다.
한편, 이러한 구성을 갖는 상기 제 2 보호층(145)은 이중층 구조를 이루는 것이 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어 또 다른 특징적인 구성이 되고 있다.
상기 제 2 보호층(145)은 무기물질 더욱 정확히는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어지며, 이러한 질화실리콘으로 이루어진 제 2 보호층(145)은, CVD(Chemical vapor deposition) 장치를 이용하여 형성되고 있다.
이때, 상기 제 1 기판(110)에 질화실리콘이 증착되도록 하기 위한 CVD 공정 진행에 있어 질화실리콘(SiNx) 형성을 위한 반응가스로서 NH3와 SiH4를 사용하고 있는데, 상기 두 가스의 유량비를 달리함으로서 특성이 서로 다른 제 1 층(145a)과 제 2 층(145b)의 구조를 갖는 상기 제 2 보호층(145)을 구성한 것이다.
이러한 제 2 보호층(145)의 형성방법에 대해서는 추후 제조 방법을 통해 상세히 설명한다.
이러한 제조 방법적 특징에 의해 상기 제 2 보호층(145)에 있어 이를 이루는 일 구성요소인 상기 제 1 층(145a)은 일반적인 무기재질로 이루어진 보호층 특성을 가지며, 상기 제 2 층(145b)은 소수성 특성을 갖는 것이 특징이며, 나아가 상기 제 2 보호층(145)은 각 화소영역(P)에 대해 제 2 개구(op2)를 갖는 구조를 이룸으로서 실질적으로 뱅크의 역할을 하는 것이 특징이다.
본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 이러한 제 1 및 제 2 보호층(140, 145)의 특징적인 구성에 의해 제 1 및 제 2 보호층(140, 145) 자체로 뱅크의 역할을 수행함으로서 별도의 소수성 특성을 갖는 유기물질로 이루어진 뱅크를 형성할 필요가 없다.
따라서 뱅크 형성을 위한 별도의 마스크 공정을 진행할 필요가 없으므로 종래의 유기전계 발광소자(도 1 참조) 대비 마스크 공정 수를 줄여 제조 비용을 절감할 수 있으며, 나아가 상대적으로 비싼 소수성 특성을 갖는 유기물질을 사용하지 않고 통상적인 절연막을 이루는 질화실리콘(SiNx)을 이용하면서 이를 형성하기 위한 CVD 장치의 반응가스인 NH3와 SiH4의 유량비 조절에 의해 소수성이 부여되도록 함으로서 재료비 절감을 통해 더욱 제조 비용을 저감시켜 평판 표시장치로서 가격 경쟁력을 갖도록 하는 효과가 있다.
한편, 상기 제 2 보호층(145)은 상부층인 제 2 층(145b)이 소수성을 가짐으로서 친수성 특성을 갖는 액상의 유기 발광 물질을 밀어내는 특성을 가지므로 상기 제 2 보호층(145)의 상부에는 유기 발광 물질이 코팅되지 않고 상기 제 2 보호층(145)으로 둘러싸인 영역에 대해서만 유기 발광층(155)이 집중적으로 모이도록 하는 역할을 하게 된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 상기 제 2 보호층(145)로 둘러싸인 영역 내부에 상기 제 1 보호층(140)과 제 1 전극(137) 위로 유기 발광층(155)이 구비되고 있다.
상기 유기 발광층(155)은 각 화소영역(P)에 대해 순차 반복하는 형태로 각각 적, 녹, 청색을 발광하는 물질로 이루지는 것이 특징이다.
한편, 상기 유기 발광층(155)은 전술한 적, 녹, 청색을 발광하는 발광 물질 이외에 화이트를 발광하는 물질로 이루어진 것을 더욱 포함하여 적, 녹, 청 및 화이트를 발광하는 구성을 이룰 수도 있다.
도면에 있어서는 일례로 적, 녹, 청색을 발광하는 유기 발광층(155)이 형성된 것을 도시하였다.
이러한 유기 발광층(155)은 액상의 유기 발광 물질을 잉크젯 장치(미도시) 또는 노즐 코팅 장치(미도시)를 통해 분사 또는 드롭핑 하여 형성한 후 경화시킴으로서 완성된 것이 특징이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101) 특성 상 상기 제 1 보호층(140)은 상기 유기 발광층(155)의 두께보다 얇은 두께를 가짐으로서 상기 제 1 보호층(140) 상부에는 유기 발광층(155)이 형성된다.
이때, 상기 제 1 보호층(140) 상에 형성되는 상기 유기 발광층(155)은 각 화소영역(P)의 중앙부에서의 동일한 수준의 평탄화된 표면을 갖는 부분이 존재함으로서 각 화소영역(P) 내에서 유기 발광층(155)의 평탄한 표면을 이루는 영역을 확장시키게 되며, 이에 의해 상기 제 1 보호층(140)으로 둘러싸인 전 영역에 있어 상기 유기 발광층(155)은 평탄한 표면을 가지며 동일한 두께를 갖게 된다.
따라서, 상기 유기 발광층(155)이 평탄한 부분을 이루는 영역이 실질적으로 사용자가 바라보게 되는 발광영역(EA2)이 된다고 하였을 경우, 종래의 유기물질로서 소수성 특성을 갖는 단일층 구조의 뱅크(도 1의 53)가 구비된 유기전계 발광소자 대비 그 발광영역이 확장되므로 각 화소영역(P)의 개구율을 향상시키게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 폭을 갖는 제 1 및 제 2 보호층이 구비된 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 단면도 및 비교예로서 종래의 소수성 특성을 갖는 유기물질로 이루어진 단일층 구조의 뱅크를 구비한 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 단면도를 함께 나타낸 도면으로서 유기 발광층(155)이 형성 상태를 각각 나타낸 것이다.
도시한 바와같이, 동일한 크기의 화소영역이 구비되는 경우, 상기 화소영역은 실질적으로 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(130)에 의해 포획되는 영역이라 정의되지만, 설명의 편의를 위해 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 제 1 폭을 갖는 제 1 보호층(140)으로 둘러싸인 영역이 새로운 화소영역(SP)이라 가정하면, 비교예의 경우는 소수성 특성을 갖는 유기물질로 이루어진 단일층 구조의 뱅크(53)로 둘러싸인 영역이 화소영역(SP)이 된다.
이 경우 이들 두 유기전계 발광소자(1, 101)는 동일한 크기의 화소영역(SP)을 가짐을 알 수 있다.
하지만, 각 화소영역(SP) 내에서의 발광영역(EA1, EA2)의 크기는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)가 종래의 유기전계 발광소자(1) 대비 더 큼(EA1 < EA2)을 알 수 있다.
비교예에 따른 종래의 소수성 특성을 갖는 유기물질로 이루어진 단일층 구조의 뱅크(53)를 갖는 유기전계 발광소자(1)는 상기 뱅크(53)로 둘러싸인 화소영역(SP) 전면이 발광영역이 되지 않고 상기 뱅크(53)를 기준으로 소정폭 즉, 유기전계 발광소자(53)의 표면이 평탄한 상태를 이루는 부분으로 이루어진 부분이 발광영역(EA1)이 된다.
따라서, 비교예에 따른 종래의 소수성 특성을 갖는 유기물질로 이루어진 단일층 구조의 뱅크(53)를 갖는 유기전계 발광소자(1)는 화소영역(P) 내부에 상기 화소영역(P) 보다 작은 면적을 갖는 발광영역(EA1)이 형성된다.
하지만, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 제 1 보호층(140)으로 둘러싸인 영역과 이중층 구조를 갖는 제 2 보호층(145)으로 둘러싸인 영역이 구성되며, 상기 제 1 보호층(140)으로 둘러싸인 영역이 비교예에 따른 종래의 유기전계 발광소자의 화소영역(SP)에 대응되며, 상기 제 2 보호층(145)으로 둘러싸인 영역은 종래의 화소영역(SP) 대비 더 큰 면적을 이루고 있다.
그리고 이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 상기 제 1 보호층(140)으로 둘러싸인 전 면적에 대응하여 평탄한 표면을 갖는 유기 발광층(155)이 형성됨으로서 상기 제 1 보호층(140)로 둘러싸인 전 면적이 발광영역(EA2)이 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 종래의 유기전계 발광소자(1) 대비 각 화소영역(SP) 내에서의 발광영역(EA2)을 확대시키며, 이에 의해 개구율이 향상되는 효과를 갖게 됨을 알 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 상기 유기 발광층(155) 상부로 표시영역 전면에는 캐소드 전극의 역할을 하며 투명성을 유지하는 것을 특징으로 하는 제 2 전극(160)이 형성되어 있다.
이때, 상기 제 2 전극(160)은 캐소드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어지고 있다.
그리고 각 화소영역(P)에 있어, 상기 제 1, 2 전극(137, 158)과 그 사이에 형성된 유기 발광층(155)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.
한편, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 제 1 전극(137)과 유기 발광층(155) 사이 및 상기 유기 발광층(155)과 제 2 전극(160) 사이에는 각각 상기 유기 발광층(155)의 발광 효율 향상을 위해 다층 구조의 제 1 발광보상층(미도시)과 제 2 발광보상층(미도시)이 더욱 형성될 수도 있다.
이때, 다층의 상기 제 1 발광보상층(미도시)은 상기 제 1 전극(137)으로부터 순차 적층되며 정공주입층(hole injection layer) 및(또는) 정공수송층(hole transporting layer)으로 이루어질 수 있으며, 상기 제 2 발광보상층(미도시)은 상기 유기 발광층(155)으로부터 순차 적층되며 전자수송층(electron transporting layer) 및(또는) 전자주입층(electron injection layer)으로 이루어질 수 있다.
나아가 상기 제 1 발광보상층(미도시)은 전자블록킹층(electron blocking layer)을 더욱 포함할 수도 있으며, 상기 제 2 발광보상층(미도시)은 정공블록킹층(hole blocking layer)을 더 포함할 수도 있다.
한편, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 제 1 기판(110)에 대응하여 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 구비되고 있다.
상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)은 그 가장자리를 따라 실란트 또는 프릿으로 이루어진 접착제(미도시)가 구비되고 있으며, 이러한 접착제(미도시)에 의해 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)이 합착되어 패널상태를 유지하고 있다.
이때, 서로 이격하는 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170) 사이에는 진공의 상태를 갖거나 또는 불활성 기체로 채워짐으로써 불활성 가스 분위기를 가질 수 있다.
상기 인캡슐레이션을 위한 상기 제 2 기판(170)은 유연한 특성을 갖는 플라스틱으로 이루어질 수도 있으며, 또는 유리기판으로 이루어질 수도 있다.
한편, 전술한 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 제 1 기판(110)과 마주하여 이격하는 형태로 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 구비된 것을 나타내고 있지만, 변형예로서 상기 제 2 기판(170)은 점착층을 포함하는 필름 형태로 상기 제 1 기판(110)의 최상층에 구비된 상기 제 2 전극(160)과 접촉하도록 구성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 변형예로서 상기 제 2 전극(160) 상부로 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(미도시)이 더욱 구비되어 캡핑막이 형성될 수 있으며, 상기 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(162)은 그 자체로 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용될 수도 있으며, 이 경우 상기 제 2 기판(170)은 생략할 수도 있다.
이후에는 전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법에 대해 설명한다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 뱅크로서의 역할을 하는 서로 다른 폭을 갖는 제 1 및 제 2 보호층(140, 145)의 구성에 특징이 있으며, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)를 형성하는 단계까지는 일반적인 방법에 의해 제조되므로 이에 대해서는 그 설명을 간략히 하며, 상기 뱅크의 역할을 하는 서로 다른 폭을 갖는 제 1 및 제 2 보호층(140, 145)을 형성하는 단계를 위주로 상세히 설명한다.
도 7a 내지 도 7l은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도이다.
우선, 도 7a에 도시한 바와 같이, 투명한 재질의 제 1 기판(110) 상에 일반적인 방법을 진행하여 서로 교차하는 게이트 배선(미도시) 및 데이트 배선(130)과, 상기 데이터 배선(130)과 나란한 전원배선(미도시)을 형성하고, 나아가 스위칭 영역(미도시)에 상기 게이트 및 데이터 배선(미도시)과 연결된 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 형성하고, 동시에 구동영역(TrA)에 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 전원배선(미도시)과 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)를 형성한다.
이때, 이러한 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 본 발명의 실시예에서와 같이 탑 게이트 구조를 이루는 경우, 순수 폴리실리콘의 제 1 영역(113a)과 이의 양측에 불순물이 도핑된 폴리실리콘의 제 2 영역(113b)으로 이루어진 폴리실리콘의 반도체층(113)과, 게이트 절연막(116)과, 상기 제 1 영역(113a)과 중첩하여 형성된 게이트 전극(120)과, 상기 제 2 영역(113b)을 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)을 갖는 층간절연막(123)과, 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 각각 상기 소스 및 드레인 영역(113b)과 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)의 적층 구조를 갖도록 형성한다.
또한, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 변형예와 같이 보텀 게이트 구조를 이루는 경우는, 도 4 에 도시한 바와같이, 게이트 전극(215)과, 게이트 절연막(218)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(220a)과 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(220b)으로 이루어진 반도체층(220)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(233, 236)의 적층구조를 갖거나, 또는 도 5에 도시한 바와같이, 게이트 전극(315)과, 게이트 절연막(318)과, 산화물 반도체층(320)과, 에치스토퍼(322)와, 상기 에치스토퍼(322) 상에서 서로 이격하며 각각 상기 산화물 반도체층(320)과 접촉하는 소스 및 드레인 전극(333, 336)의 적층구조를 갖도록 형성한다.
다음, 도 7b에 도시한 바와같이, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr) 위로 일함수 값이 상대적으로 큰 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 증착한 후 이에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝하거나, 또는 반사율이 우수한 금속물질인 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)을 우선 증착 후 이의 상부로 상기 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 증착한 후 이에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 접촉하는 제 1 전극(137)을 형성한다.
도면에서는 상기 제 1 전극(137)이 이중층 구조를 이루는 것을 일례로 나타내었다.
한편, 이러한 상기 제 1 전극(137)은 도면에 있어서는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 접촉하며 층간절연막(123) 상에 형성된 것을 보이고 있지만, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)의 형태에 따라 즉 도 4 및 5에 도시한 바와같은 구조를 이루는 경우, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(도 3의 236, 도 4의 336)과 접촉하며 게이트 절연막(도 3의 218, 도 4의 318) 상에 형성될 수도 있다.
다음, 도 7c에 도시한 바와같이, 상기 제 1 전극(137) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2)을 증착함으로서 전면에 제 1 두께를 갖는 제 1 무기절연물질층(139)을 형성하고, 동시에 상기 제 1 무기절연물질층(139) 위로 무기절연물질인 질화실리콘(SiNx)을 증착함으로서 제 2 및 제 3 무기절연물질층(144a, 144b)을 형성한다.
이때, 상기 제 2 무기절연물질층(144a)과 제 3 무기절연물질층(144b)은 모두 질화실리콘(SiNx)으로 이루어지며, 차이점은 상기 제 3 무기절연물질층(144b)은 소수성 특성을 갖는다는 것이다.
한편, 상기 제 1 내지 제 3 무기절연물질층(139, 144a, 144b)은 CVD 장치(미도시)를 통해 동일 챔버()내에서 반응가스만을 교체함으로서 연속적으로 형성하는 것이 특징이다.
상기 제 1 무기절연물층(139)은 반응가스로서 N2O 및 SiH4를 사용하며, 상기 제 2 및 제 3 무기절연물질층(144a, 144b)은 반응가스로서 NH3 및 SiH4를 사용한다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조에 있어 가장 특징적인 것으로, 상기 제 1 무기절연물질층(139)을 형성한 후, 상기 제 2 및 제 3 무기절연물질층(144a, 144b)을 형성하는 과정에서 상기 챔버(미도시) 내부로 유입되는 NH3 및 SiH4의 유량비를 적절히 조절함으로서 상기 제 2 무기절연물질층(144a) 상부로 형성되는 상기 제 3 무기절연물질층(144b)이 소수성 특성을 갖게 된다.
즉, 상기 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 무기절연물질층의 경우 NH3 및 SiH4의 유량비를 달리함으로서 소수성 특성이 없는 일반적인 특성을 갖는 무기절연물질층이 형성될 수도 있으며, 또는 소수성 특성을 갖는 무기절연물질층이 형성될 수도 있다.
도 8은 질화실리콘 형성 시 반응가스인 NH3 및 SiH4의 유량비 차이에 따른 표면 접촉각의 변화를 나타낸 그래프이다. 표면 접촉각이 클수록 소수성 특성이 우수함을 나타낸다.
도시한 바와같이, SiH4을 기준으로 NH3의 유량비가 감소함에 비례하여 즉 NH3 대비 SiH4 의 유량비가 증가함에 따라 표면 접촉각의 크기가 점진적으로 커짐을 알 수 있다.
즉, NH3 : SiH4가 20:1의 유량비를 가질 경우 표면 접촉각은 20도이 되고 있지만, NH3 : SiH4가 5:1의 유량비를 가질 경우 표면 접촉각은 40도가 됨을 알 수 있다.
이러한 결과를 바탕으로, 질화실리콘의 경우 반응가수 중 SiH4의 유량비를 늘릴수록 소수성 특성이 부여됨을 알 수 있다.
따라서, 도 7c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 시는, 상기 제 1 무기절연물질층(139)의 형성 후, 이의 상부로 제 2 무기절연물질층(144a)의 형성 시는 NH3 : SiH4가 15:1 내지 30:1 정도의 유량비를 갖도록 상기 챔버내에 공급하고, 상기 제 3 무기절연물질층(144b)의 형성 시는 NH3 : SiH4가 10:1 내지 2:1 정도의 유량비를 갖도록 상기 챔버(미도시) 내에 공급하는 바람직하다.
전술한 바와같이 제 2 및 제 3 무기절연물질층(144a, 144b)을 형성하는 경우, 상기 제 3 무기절연물질층(144b)은 상기 제 2 무기절연물질층(144a) 대비 최소 1.5배 이상의 표면 접촉각 크기를 가지므로 소수성 특성을 갖는다.
한편, 상기 제 1 두께는 0.1 내지 1㎛ 정도가 되도록 하며, 추후 형성되는 유기 발광층(155)의 두께보다 작은 값을 갖는 것이 특징이다.
그리고 상기 제 2 및 제 3 무기절연물질층(144a, 144b)의 합산 두께를 제 2 두께라 정의할 때, 상기 제 2 두께는 1 내지 10㎛정도가 되며, 추후 형성되는 유기 발광층(도 7l의 155)의 두께보다는 큰 값을 갖는 것이 특징이다.
다음, 도 7d에 도시한 바와같이, 상기 제 3 무기절연물질층(144b) 위로 상기 제 1 기판(101) 전면에 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트층(191)을 형성하고, 이의 상부에 투과영역(TA)과 차단영역(BA) 및 반투과영역(HTA)을 갖는 노광마스크(194)를 위치시킨 후, 상기 포토레지스트층(191)에 대해 상기 노광마스크(194)를 이용한 노광을 실시한다.
이때, 상기 포토레지스트층(191)은 일례로 빛을 받는 부분이 현상 후 남게되는 네가티브 타입을 이용한 것을 일례로 나타내었지만, 반대의 성질을 갖는 포지티브 타입 포토레지스트층을 이용할 수도 있다.
네가티브 타입의 포토레지스트층(191)에 대해서는 상기 노광마스크(194)에 있어 추후 제 2 보호층(도 7l의 145)이 형성되어야 할 부분에 대해서는 투과영역(TA)이, 상기 제 2 보호층(도 7l의 145) 외측으로 노출된 제 1 보호층(도 1의 140)이 형성되어야 할 부분에 대해서는 반투과영역(HTA)이, 그리고 각 화소영역(P)에 있어 상기 제 1 보호층(도 1의 140) 외측으로 노출되는 제 1 전극(137)에 대응해서 즉 상기 제 1 보호층(도 1의 140)의 제 1 개구(도 7l의 op1)에 대응해서는 차단부가 위치한 상태에서 상기 노광을 실시한다.
다음, 도 7e에 도시한 바와같이, 노광된 상기 포토레지스트층(도 7d의 191)을 현상함으로서 제 3 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(191a)과 상기 제 3 두께보다 얇은 제 4 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(191b)을 형성한다.
다음, 도 7f에 도시한 바와같이, 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴(191a, 191b) 외측으로 노출된 상기 제 3 무기절연물질층(144b)과 이의 하부에 위치하는 제 2 무기절연물질층(144a) 및 제 1 무기절연물질층(139)을 순차적으로 식각하여 제거함으로서 각 화소영역(P) 내부에서 상기 제 1 전극(137)을 노출시키는 제 1 개구(op1)를 가지며 각 화소영역(P)의 경계에 현 상태에서는 동일한 평면 형태를 갖는 제 1 보호층(140)과 이의 상부로 이중층 구조를 갖는 제 2 보호층(145)을 형성한다.
이때, 상기 제 2 보호층(145)은 일반적 특성을 갖는 제 1 층(145a)과 소수성 특성을 갖는 제 2 층(145b)의 이중층 구조를 이루는 것이 특징이다.
다음, 도 7g에 도시한 바와같이, 동일한 평면형태를 갖는 상기 제 1 및 제 2 보호층(140, 145)이 형성된 상태에서 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 4 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(도 7f의 191b)을 제거함으로서 상기 제 2 보호층(145)의 일부를 노출시킨다.
이때, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191a) 또한 그 두께가 줄어들게 되지만 여전히 상기 제 2 보호층(145) 상에 남아있게 된다.
다음, 도 7h에 도시한 바와같이, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191a) 외측으로 노출된 상기 제 2 보호층(145)을 식각하여 제거함으로서 상기 제 1 보호층(140)을 노출시킨다.
따라서 전술한 공정에 의해 상기 제 1 보호층(140)은 각 화소영역(P) 내에서 제 1 개구(op1)를 이루어 상기 제 1 전극(137)을 노출시킨 상태가 되며 상기 제 2 보호층(145)은 이의 외측으로 상기 제 1 보호층(140)을 소정폭 노출시키는 형태를 이루게 된다.
이때, 상기 제 2 보호층(145)은 각 화소영역(P)에는 상기 제 1 보호층(140) 및 제 1 전극(137)을 노출시키는 제 2 개구(op2)가 구비된 상태를 이루게 된다.
다음, 도 7i에 도시한 바와같이, 스트립(strip)을 진행하여 상기 제 1 포토레지스트 패턴(도 7h의 191a)을 제거함으로서 이중층 구조의 상기 제 2 보호층(145)을 노출시킨다.
이후, 도 7j에 도시한 바와같이, 상기 제 1 및 제 2 보호층(140, 145)이 형성된 상기 제 1 기판(110)에 대응하여 잉크젯 장치 또는 노즐 코팅장치(199)를 이용하여 액상의 유기 발광 물질을 상기 제 2 보호층(145)으로 둘러싸인 제 2 개구(op2)에 대응하여 액상의 유기 발광물질을 분사 또는 드롭핑 함으로서 상기 제 1 전극(137) 상부 및 상기 제 1 보호층(139) 상부에 유기 발광 물질층(미도시)을 형성한다.
이때, 상기 액상의 유기 발광 물질을 분사 또는 드롭핑 하는 단계에서 상기 액상의 유기 발광 물질은 각 화소영역(P) 내에 분사 또는 드롭핑되면 상기 잉크젯 장치(미도시) 또는 노즐 코팅 장치(199)의 자체 오차에 분사 또는 드롭핑 위치가 치우쳐 상기 제 2 보호층(145) 상에 드롭핑 된다 하더라도 상기 제 2 보호층(145)의 상부 더욱 정확히는 제 2 층(145b)은 소수성 특성을 가지므로 상기 제 2 보호층(145)으로 둘러싸인 각 화소영역(P) 내부로 흘러가게 된다.
또한, 상기 액상의 유기 발광 물질의 분사량이 조금 많더라도 상기 제 2 보호층(145)의 상부층인 상기 제 2 층(145b)이 소수성 특성을 가지므로 유기 발광 물질을 밀어내는 경향을 가지므로 흘러 넘침을 방지하게 된다.
나아가 상기 제 1 보호층(140)은 상기 유기 발광 물질층(154)의 두께 보다 얇은 제 1 두께를 가지므로 상기 제 1 보호층(140) 상부에도 유기 발광 물질층(미도시)이 형성된다.
이러한 상태에서 상기 유기 발광 물질층(미도시)에 대해 건조 및 경화공정을 진행하여 솔벤트와 수분을 제거함으로서 각 화소영역(P) 내에 경화된 상태의 유기 발광층(155)을 형성할 수 있다.
한편, 상기 제 1 보호층(140) 및 제 1 전극(137) 상부에 형성되는 상기 유기 발광 물질층(미도시)은 경화공정 진행에 의해 상기 유기 발광층(155)을 이루는 단계에서 각 화소영역(P)의 중앙부에 구성되는 유기 발광층(155) 부분과 동일하게 평탄한 표면 상태를 유지하게 됨으로서 각 화소영역(P) 내에서 상기 유기 발광층(155)이 평탄한 부분이 상기 제 1 보호층(140) 상부까지 확장되게 된다.
이 경우, 상기 유기 발광층(155)은 각 화소영역(P)의 중앙부에서 상기 제 1 보호층(140)의 일부까지 평탄한 표면을 갖게 됨으로서 상기 제 1 보호층(140)의 측단부까지 발광영역을 이루더라도 동일한 휘도 특성을 갖게 된다.
따라서 각 화소영역(P) 내에서 발광영역(도 6의 EA2)이 종래의 소수성 특성을 갖는 단일층 구조를 갖는 뱅크(도 6의 53)가 구비된 유기전계 발광소자(도 6의 1) 대비 확장되는 효과를 갖게 된다.
한편, 도면에 있어서는 상기 제 1 전극(137)과 제 1 보호층(140) 위로 유기 발광층(155)만이 형성된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 제 1 전극(137)과 유기 발광층(155) 사이에는 제 1 발광보조층(미도시)이 더욱 형성될 수 있으며, 상기 유기 발광층(155) 위로 제 2 발광보조층(미도시)이 더욱 형성될 수 있다.
상기 제 1 발광보조층(미도시)은 정공주입층, 정공수소층, 전자블록킹층 중 어느 하나 또는 둘 이상이 될 수 있다.
또한, 상기 제 2 발광보조층(미도시)은 전자수송층, 전자주입층, 정공블로킹층 중 어느 하나 또는 둘 이상이 될 수 있다.
한편, 이러한 제 1 및 제 2 발광보조층(미도시)은 상기 유기 발광층(155)을 형성한 동일한 방법 즉, 잉크 젯 장치(미도시) 또는 노즐 코팅장치(미도시)를 이용하여 각 화소영역(P) 별로 독립적으로 형성할 수도 있으며, 또는 표시영역 전면에 열 증착을 통해 형성될 수도 있다.
다음, 도 7k에 도시한 바와같이, 상기 유기 발광층(155) 위로 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 표시영역 전면에 증착하여 제 2 전극(160)을 형성함으로서 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자용 제 1 기판(110)을 완성한다.
이때, 전술한 방법에 의해 각 화소영역(P) 내에 순차 적층된 상기 제 1 전극(137)과 유기 발광층(155)과 제 2 전극(160)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.
다음, 도 7l에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 기판(110)과 대응하여 상기 유기발광 다이오드(E)의 인캡슐레이션을 위해 제 2 기판(170)이 대향하여 위치시키고, 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)의 사이에는 투명하며 접착 특성을 갖는 프릿(Frit), 유기절연물질, 고분자 물질 중 어느 하나로 이루어진 페이스 씰(미도시)을 상기 제 1 기판(110)의 전면에 코팅한 상태에서 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)을 합착하거나, 또는 진공 혹은 불활성 가스 분위기에서 상기 제 1 기판(110)의 가장자리를 따라 씰패턴(미도시)을 형성한 후 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 170)을 합착함으로서 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 완성한다.
한편, 상기 제 1 기판(110)의 상기 제 2 전극(160) 위로 무기절연물질 또는 유기절연물질을 증착 또는 도포하거나, 또는 점착층(미도시)을 재개하여 필름(미도시)을 부착함으로서 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용할 경우, 상기 제 2 기판(170)은 생략될 수도 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 변형예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
101 : 유기전계 발광소자 110 : 제 1 기판
113 : 반도체층 113a, 113b : 제 1 및 제 2 영역
116 : 게이트 절연막 120 : 게이트 전극
123 : 층간절연막 125 : 반도체층 콘택홀
133 : 소스 전극 136 : 드레인 전극
137 : 제 1 전극 137a : (제 1 전극의)하부층
137b : (제 1 전극의)상부층 140 : 제 1 보호층
145 : 제 2 보호층 145a: (제 2 보호층의) 제 1 층
145a: (제 2 보호층의) 제 2 층 155 : 유기 발광층
160 : 제 2 전극 170 : 제 2 기판
DTr : 구동 박막트랜지스터 EA2 : 발광영역
P : 화소영역 TrA : 구동영역

Claims (15)

  1. 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판과;
    상기 각 화소영역 별로 형성된 제 1 전극과;
    상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 각 화소영역의 경계에 형성되어 상기 제 1 전극의 중앙부를 노출시키는 제 1 개구가 구비되며 제 1 무기절연물질로 이루어진 제 1 두께와 제 1 폭을 갖는 제 1 보호층과;
    상기 제 1 보호층 상부로 상기 제 1 보호층 및 상기 제 1 전극을 노출시키는 제 2 개구를 가지며, 제 2 무기절연물질로 이루어지며, 하부의 제 1 층과 상부의 제 2 층의 이중층 구조를 이루며 제 2 두께를 갖는 제 2 보호층과;
    상기 제 2 보호층으로 둘러싸인 상기 제 2 개구에 상기 제 1 보호층 및 제 1 전극 상부에 형성된 유기 발광층과;
    상기 유기 발광층 상부로 상기 표시영역 전면에 형성된 제 2 전극
    을 포함하는 유기전계 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 무기절연물질은 산화실리콘(SiO2)이며,
    상기 제 2 무기절연물질은 산화실리콘(SiO2)인 것이 특징인 유기전계 발광소자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 층은 소수성 특성을 갖는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 두께는 상기 유기 발광층의 두께보다 얇으며, 상기 제 2 두께는 상기 유기 발광층의 두께보다 두꺼운 것이 특징인 유기전계 발광소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에는 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과;
    상기 게이트 배선 또는 데이터 배선이 형성된 동일한 층에 이들 배선과 나란하게 이격하며 형성된 전원배선과;
    상기 각 화소영역에 구비되며, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 상기 전원배선 및 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터
    를 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극이 형성된 동일한 층에 상기 드레인 전극의 일끝단을 덮으며 형성된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터는 각각
    폴리실리콘의 반도체층과, 게이트 절연막과, 게이트 전극과, 층간절연막과, 서로 이격하며 상기 폴리실리콘의 반도체층과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극의 적층 구성을 이루며,
    상기 제 1 전극은 상기 층간절연막 상에 형성된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판에 대응하여 이와 마주하는 제 2 기판이 구비되거나, 또는 상기 제 2 전극과 접촉하며 상기 제 2 기판의 역할을 하는 인캡슐레이션막이 구비된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
  8. 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판 상의 상기 각 화소영역 별로 제 1 전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 각 화소영역의 경계에 형성되어 상기 제 1 전극의 중앙부를 노출시키는 제 1 개구가 구비되며 제 1 무기절연물질로 이루어진 제 1 두께와 제 1 폭을 갖는 제 1 보호층과, 상기 제 1 보호층 상부로 상기 제 1 보호층 및 상기 제 1 전극을 노출시키는 제 2 개구를 가지며, 제 2 무기절연물질로 이루어지며, 하부의 제 1 층과 상부의 제 2 층의 이중층 구조를 이루며 제 2 두께를 갖는 제 2 보호층을 형성하는 단계와;
    상기 제 2 보호층으로 둘러싸인 상기 제 2 개구에 대해 상기 제 1 보호층 및 제 1 전극 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계와;
    상기 유기 발광층 상부로 상기 표시영역 전면에 제 2 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 보호층을 형성하는 단계는,
    상기 제 1 전극 위로 상기 제 1 기판 전면에 제 1 무기절연물질을 증착하여 제 1 무기절연물질층을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 무기절연물질층 위로 반응가스로서 NH3 및 SiH4의 사용하고 상기 NH3 대비 SiH4 의 유량비를 달리함으로서 질화실리콘으로 이루어진 제 2 무기절연물질층 및 소수성 특성을 갖는 제 3 무기절연물질층을 형성하는 단계와;
    상기 제 3 무기절연층 위로 제 3 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴과 상기 제 3 두께보다 얇은 제 4 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 제 3 무기절연물질층과 이의 하부에 위치하는 제 2 및 제 1 무기절연물질층을 제거함으로서 상기 각 화소영역에 대해 제 1 개구를 갖는 상기 제 1 보호층과 이의 상부로 상기 제 1 보호층과 동일한 평면 형태를 갖는 제 2 및 제 3 무기절연패턴을 형성하는 단계와;
    애싱을 진행하여 상기 제 4 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와;
    상기 제 4 포토레지스트 패턴이 제거됨으로서 노출된 제 3 무기절연패턴 및 이의 하부에 위치하는 제 2 무기절연패턴을 식각하여 제거함으로서 상기 제 1 보호층 및 상기 제 1 전극을 노출시키는 제 2 개구를 갖는 이중층 구조의 상기 제 2 보호층을 형성하는 단계와;
    상기 제 3 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계
    를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 무기절연물질층을 형성 시 상기 NH3과 SiH4의 유량비는 15:1 내지 30:1이 되도록 하며,
    상기 제 3 무기절연물질층을 형성 시 상기 NH3과 SiH4의 유량비는 10:1 내지 2:1이 되도록 하여 소수성 특성이 부여되도록 하는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 두께는 상기 유기 발광층의 두께보다 얇으며 0.1 내지 1㎛이 되도록 하며,
    상기 제 2 두께는 상기 유기 발광층의 두께보다 두꺼우며 1 내지 10㎛가 되도록 하는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 무기절연물질은 산화실리콘(SiO2)인 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 유기 발광층은 상기 제 1 전극 상에 형성된 부분을 포함하여 상기 제 1 보호층 상의 일부까지 평탄한 표면을 가지며 형성되도록 하는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 유기 발광층을 형성하는 단계는,
    상기 제 2 보호층으로 둘러싸인 상기 제 2 개구에 상기 제 1 전극 및 상기 제 1 보호층 위로 액상의 유기 발광 물질을 잉크젯 장치를 이용하여 분사하거나 또는 노즐 코팅 장치를 이용하여 드롭핑함으로서 상기 제 1 두께보다 두꺼운 유기 발광 물질층을 형성하는 단계와;
    상기 유기 발광 물질층을 건조 및 경화시키는 단계
    를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전극을 형성하기 이전에 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선이 형성된 동일한 층에 이들 배선과 나란하게 이격하며 형성된 전원배선과, 상기 각 화소영역에 구비되며, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 상기 전원배선 및 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계
    를 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극이 형성된 동일한 층에 상기 드레인 전극의 일 끝단을 덮으며 형성하는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
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