KR20160091075A - Organic electro-luminescent device and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기전계 발광소자(Organic Electro-luminescent Device)에 관한 것이며, 특히 유기 발광층이 발광영역의 중심부보다 뱅크 주변에서 그 두께가 증가하는 파일 업(pile up) 현상을 저감시킴으로서 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 발광소자에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
평판 디스플레이 중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. An organic electroluminescent device, which is one of flat panel displays, has high luminance and low operating voltage characteristics.
그리고 유기전계 발광소자는 스스로 빛을 내는 자 발광형 소자이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고 별도의 추가적인 광원을 필요로 하지 않으므로 초박형 디스플레이의 구현이 가능하다. Since the organic electroluminescent device is a self-luminous device that emits light by itself, it has a high contrast ratio and does not require an additional light source, thereby realizing an ultra-thin display.
또한, 유기전계 발광소자는 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 작아 동화상 구현에도 잔상 등이 발생하지 않아 우수한 표시품질을 가지며, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5V 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이한 장점이 있다. In addition, since the response time of the organic electroluminescent device is as small as several microseconds (microseconds), no afterimage is generated in the realization of moving images, so that the organic electroluminescent device has excellent display quality, has no viewing angle limit, is stable at low temperature, The driving circuit can be easily manufactured and designed.
따라서 전술한 바와 같은 장점을 갖는 유기전계 발광소자는 최근에는 TV, 모니터, 핸드폰 등 다양한 IT기기에 이용되고 있다. Therefore, the organic electroluminescent device having the advantages as described above has recently been used in various IT devices such as a TV, a monitor, and a mobile phone.
이하, 유기전계 발광소자의 기본적인 구조에 대해서 조금 더 상세히 설명한다. Hereinafter, the basic structure of the organic electroluminescent device will be described in more detail.
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.BACKGROUND ART An organic electroluminescent device is largely composed of an array element and an organic electroluminescent diode. The array element includes a switching thin film transistor connected to a gate and a data line, and a driving thin film transistor connected to the organic light emitting diode. The organic light emitting diode includes a first electrode connected to the driving thin film transistor, Electrode.
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.In the organic electroluminescent device having such a configuration, light generated from the organic light emitting layer is emitted toward the first electrode or the second electrode to display an image. Considering the aperture ratio and the like, in recent years, And is manufactured by a top emission type in which an image is displayed by using emitted light.
한편, 이러한 일반적인 유기발광 표시장치에 있어 상기 유기 발광층은 통상 쉐도우 마스크를 이용한 열 증착법에 의해 형성되고 있다.On the other hand, in the general organic light emitting display, the organic light emitting layer is formed by a thermal evaporation method using a shadow mask.
하지만, 근래들어 표시장치의 대형화 혹은 대면적화에 의해 보다 큰 쉐도우 마스크가 필요로 되고 있으며, 대형화된 쉐도우 마스크는 처짐 및 자체 휘어짐 등이 심하게 발생되어 증착 불량이 증가됨으로서 대면적의 기판에 대해서는 적용이 점점 어려워지고 있는 실정이다. However, in recent years, a larger shadow mask has been required due to the enlargement or enlargement of the display device, and since the shadow mask having a large size is severely deflected and self-warped, the defective deposition is increased, It is getting harder and harder.
또한, 쉐도우 마스크를 이용한 열 증착의 경우 쉐도우 이팩트(shadow effect) 등이 발생됨으로서 현 기술력으로는 250PPI 이상의 고해상도를 갖는 유기전계 발광소자를 제조하는데 무리가 있다.In addition, a shadow effect is generated in thermal evaporation using a shadow mask, and it is difficult to fabricate an organic electroluminescent device having a high resolution of 250 PPI or more as the current technology.
따라서 대면적의 유기전계 발광소자 제조를 위해 쉐도우 마스크를 이용한 열증착 공정을 대체하는 유기 발광층의 형성 방법이 제안되었다.Therefore, a method of forming an organic light emitting layer that replaces a thermal deposition process using a shadow mask for manufacturing a large area organic electroluminescent device has been proposed.
제안된 유기 발광층의 형성방법은 액상의 유기 발광물질을 잉크젯 장치 또는 노즐 장치를 통해 뱅크로 둘러싸인 영역에 분사 또는 드롭핑 한 후 경화시키는 것이다.The proposed method of forming an organic light emitting layer is to spray or drop a liquid organic light emitting material into a region surrounded by a bank through an ink jet apparatus or a nozzle apparatus, and then cure.
도 1은 종래의 잉크 젯 장치를 이용하여 유기 발광층을 형성한 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도로서, 어레이 소자를 제외하고 평탄화층과 이의 상부에 구비된 뱅크 및 유기전계 발광 다이오드만을 간략히 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a portion of a display region of an organic electroluminescent device in which an organic light emitting layer is formed using a conventional ink jet apparatus, except that the planarizing layer, the banks provided thereon, and the organic light emitting diodes Fig.
액상의 유기 발광물질을 잉크젯 장치(미도시)를 통해 각 발광영역별로 분사하거나 또는 노즐 장치를 통해 드롭핑을 하기 위해서는 액상 상태의 유기 발광물질이 각 발광영역(EA1) 내에서 주위로 흘러가는 것을 방지하기 위해 필수적으로 제 1 전극(50)이 형성된 각 발광영역(EA1)을 둘러싸는 형태의 뱅크(53)가 필요로 되고 있다. In order to eject the liquid organic light emitting material through the ink jet device (not shown) or to drop the liquid organic light emitting material through the nozzle device, the organic luminescent material in a liquid state flows around in each light emitting area EA1 It is necessary to form a
따라서 도시한 바와같이, 평탄화층 위로 제 1 전극을 형성한 후, 각 발광영역 별로 유기 발광층(55)이 구비되기 전에 각 발광영역(EA1)의 경계를 따라 댐 형태를 갖는 뱅크(53)가 구비되고 있다. 설명의 편의를 위해 상기 뱅크로 둘러싸인 영역을 제 1 발광영역(EA1)이라 정의한다. Therefore, as shown in the figure, after the first electrode is formed on the planarization layer, before the organic
이때, 상기 뱅크(53)는 소수성 특성을 갖는 유기물질로 이루어지고 있다. 이렇게 뱅크(53)가 소수성 특성을 갖도록 하는 것은 액상의 유기 발광 물질이 잉크 젯 장치 또는 노즐 장치를 통해 분사 또는 드롭핑 될 때 장비 자체가 가지는 오차 등에 의해 뱅크(53)로 둘러싸인 제 1 발광영역(EA1) 내의 중앙부 분사되지 않고 약간 치우쳐 분사되어 뱅크(53) 상에도 소정량 분사되더라도 상기 뱅크(53)에서 흘러내려 각 제 1 발광영역(EA1) 내에 위치하도록 하고, 나아가 액상의 유기 발광 물질의 분사량이 조금 과하게 이루어졌을 경우도 상기 뱅크(53) 상부로 넘쳐 흐르는 것을 억제시키기 위함이다. At this time, the
상기 뱅크(53)로 둘러싸인 각 제 1 발광영역(EA1) 내에 잉크젯 장치의 헤드 또는 노즐 장치의 노즐이 위치하여 액상의 물질을 분사 또는 드롭핑 하게 되면 각 제 1 발광영역(EA1) 내에 액상의 물질이 채워지게 되며, 이러한 상태에서 열 처리를 진행하여 상기 액상의 물질을 건조 및 경화시킴으로서 유기 발광층(55)이 형성되고 있다. When the head of the ink-jet apparatus or the nozzle of the nozzle device is positioned in each of the first light-emitting regions EA1 surrounded by the
이때, 도면에 있어서는 상기 유기 발광층(55)은 단일층 구조를 갖는 것을 일례로 도시하였지만, 상기 유기 발광층(55)은 정공주입층, 정공수송층, 유기 발광 물질층, 전자수송층의 4중층 구조 혹은 상기 전자수송층 위로 전자주입층을 더욱 구비하여 5중층 구조로 이루어지고 있다. 이러한 4중층 및 5중층의 유기 발광층(55)은 모두 잉크젯 장치 또는 노즐 장치를 이용하여 액상의 물질이 분사 또는 드롭핑되어 형성된 것이다. Although the organic
하지만, 전술한 바와같이 잉크 젯 장치 또는 노즐 장치를 통해 액상의 유기 물질을 분사 및 드롭핑 하고 이를 건조시켜 다중층 구조의 유기 발광층(55)을 형성하게 되면 각 뱅크(53)로 둘러싸인 제 1 발광영역(EA1) 내의 중앙부 대비 상기 뱅크(53)와 인접하는 가장자리 부분의 두께가 두껍게 형성되는 파일 업(pile up) 현상이 발생되고 있다. However, as described above, when the liquid organic material is injected and dropped through the ink jet device or the nozzle device and dried to form the organic
한편, 각 발광영역(EA1) 내에서 유기 발광층(55)은 두께가 다를 경우, 동일한 크기의 전류가 인가됨에 의해 그 발광 효율의 차이가 발생되며 이로 인해 뱅크(53) 주변으로 상기 유기 발광층(55)이 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 발광영역(EA2)에 포함되지 않도록 하고 있다. When the thickness of the organic
이러한 구성을 갖는 종래의 유기전계 발광소자(1)의 경우, 사용자측을 향하여 빛이 방출되는 영역은 뱅크(53)로 둘러싸인 제 1 발광영역(EA1) 전면이 아니라 유기 발광층(55)이 평판한 표면을 가지며 형성되어 균일한 휘도를 가지며 발광되는 제 2 발광영역(EA2)이 되고 있으며, 이에 의해 종래의 유기전계 발광소자는 개구율이 매우 저하되고 있는 실정이다.In the case of the conventional organic
근래에 들어서는 잉크 젯 장치 또는 노즐 장치를 통한 액상의 유기 발광물질을 분사 또는 드롭핑하여 형성하는 경우 발생되는 유기 발광층(55)의 파일 업 현상을 완화시키고자 이단 뱅크 구조의 유기전계 발광소자가 제안되었다.In recent years, an organic electroluminescent device having a two-end bank structure has been proposed in order to alleviate the piling up phenomenon of the organic
이러한 이단 뱅크 구조의 유기전계 발광소자의 경우, 하부 뱅크는 친수성 물질로 제 1 너비를 갖도록 형성하고 상기 하부 뱅크 위로 소수성을 갖는 물질로 상기 제 1 너비보다 작은 제 2 너비를 가져 상기 하부 뱅크를 노출시키는 형태의 상부 뱅크를 구성함으로서 하부 뱅크의 친수성 특성에 의해 뱅크 주변에서 유기 발광층의 파일 업 현상을 어느 정도 완화시키는 것이 가능하였다. In the case of the organic electroluminescent device having such a two-end bank structure, the lower bank is formed to have a first width as a hydrophilic material, and has a second width smaller than the first width as a hydrophobic substance on the lower bank, The filing up phenomenon of the organic light emitting layer around the banks can be mitigated to some extent by the hydrophilic property of the lower bank.
하지만, 이러한 이단 뱅크를 구비한 유기전계 발광소자(미도시)의 경우, 상기 이단 뱅크 구현을 위해 추가적인 1회의 마스크 공정 더 필요로 하는 바 제조 공정이 늘어남에 의해 단위 시간당 생산성이 저하되고 있는 실정이다.
However, in the case of an organic electroluminescent device (not shown) provided with such a two-end bank, an additional one masking process is required for realizing the two-end bank, .
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 단일층 형태의 뱅크를 형성함으로서 추가적인 마스크 공정을 필요로 하지 않으며 뱅크 주변에서 유기 발광층의 두께가 두꺼워지는 파일 업 현상을 저감시킬 수 있는 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide an organic electroluminescent display device which does not require an additional mask process by forming a bank of a single layer type and can reduce a pileup phenomenon, And a method for manufacturing the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자는, 다수의 발광영역이 정의된 표시영역이 구비된 제 1 기판과, 상기 다수의 발광영역 별로 구비된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 위로 상기 표시영역 전면에 구비되며 친수성 특성 및 정공주입 능력을 갖는 물질로 이루어진 보조층과, 상기 보조층 위로 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 상기 다수의 발광영역 각각을 둘러싸며 구비된 뱅크와, 상기 뱅크로 둘러싸인 상기 다수의 발광영역 각각의 내부에 상기 보조층 위로 구비된 유기 발광층과, 상기 유기 발광층 상부로 상기 표시영역 전면에 구비된 제 2 전극을 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an organic electroluminescent device including a first substrate having a display region in which a plurality of emission regions are defined, a first electrode formed in each of the plurality of emission regions, An auxiliary layer formed on the first electrode over the entire surface of the display region and having a hydrophilic property and a hole injecting capability; and an auxiliary layer overlying the auxiliary layer and surrounding the plurality of light emitting regions, An organic light emitting layer provided on the auxiliary layer in each of the plurality of light emitting regions surrounded by the bank and a second electrode provided on the entire surface of the display region above the organic light emitting layer.
이때, 상기 보조층은 산화텅스텐(WO3)으로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱이 상기 보조층은 상기 각 발광영역에 대응해서는 결정화된 제 1 부분으로 이루어지며 상기 뱅크에 대응하는 부분은 비정질 상태인 제 2 부분으로 이루어진 것이 특징이다. In this case, the auxiliary layer is preferably made of tungsten oxide (WO 3 ), and the auxiliary layer is made of a crystallized first portion corresponding to each of the light emitting regions, and the portion corresponding to the bank is formed of a second .
그리고 상기 유기 발광층은 정공수송층과 유기 발광 물질층과 전자수송층의 3중층 구조를 이루거나, 또는 정공수송층과 유기 발광 물질층과 전자수송층 및 전자주입층의 구조를 이루는 것이 또 다른 특징이며, 이때, 상기 유기 발광층은 상기 보조층과 상기 정공수송층 사이에 정공주입층을 더 포함할 수 있다.The organic light emitting layer has a three-layer structure of a hole transporting layer, an organic light emitting material layer and an electron transporting layer, or a structure of a hole transporting layer, an organic light emitting material layer, an electron transporting layer and an electron injecting layer. The organic emission layer may further include a hole injection layer between the auxiliary layer and the hole transport layer.
또한, 상기 제 1 기판 상의 상기 제 1 전극 하부에는 다수의 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터를 덮으며 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키며 형성된 평탄화층이 구비되며, 상기 제 1 전극은 상기 평탄화층 위로 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 형성된 것이 특징이다.In addition, a plurality of switching thin film transistors, a driving thin film transistor, and a planarization layer covering the switching thin film transistor and the drain electrode of the driving thin film transistor are formed under the first electrode on the first substrate, And the first electrode is formed in contact with the drain electrode of the driving thin film transistor on the planarization layer.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 다수의 발광영역이 정의된 표시영역이 구비된 제 1 기판 상에 상기 다수의 발광영역 별로 제 1 전극을 형성하는 단계와, 상기 제 1 전극 위로 친수성 특성 및 정공주입 능력을 갖는 물질을 증착함으로서 상기 표시영역 전면에 보조층을 형성하는 단계와, 상기 보조층 위로 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 상기 다수의 발광영역 각각을 둘러싸는 형태로 뱅크를 형성하는 단계와, 상기 뱅크로 둘러싸인 상기 다수의 발광영역 각각의 내부에 상기 보조층 위로 잉크 젯 장치 또는 노즐 장치를 통해 액상의 물질을 분사 또는 드롭핑하여 유기 발광층을 형성하는 단계와, 상기 유기 발광층 위로 상기 표시영역 전면에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an organic electroluminescent device, comprising: forming a first electrode on a first substrate having a plurality of light emitting regions defined therein, Forming an auxiliary layer on the entire surface of the display region by depositing a material having a hydrophilic property and a hole injecting capability over the first electrode; forming a second electrode on the auxiliary layer by overlapping the edge of the first electrode, Forming an organic light emitting layer by injecting or dropping a liquid material onto the auxiliary layer through the ink jet device or the nozzle device in each of the plurality of light emitting regions surrounded by the banks, And forming a second electrode over the entire surface of the display region on the organic light emitting layer.
이때, 상기 친수성 특성 및 정공주입 능력을 갖는 물질은 산화텅스텐(WO3)인 것이 바람직하며, 상기 증착은 진공 열 증착 또는 스퍼터링인 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the material having the hydrophilic property and the hole injection ability is tungsten oxide (WO 3 ), and the deposition is preferably vacuum thermal deposition or sputtering.
또한, 상기 유기 발광층은 정공수송층과 유기 발광 물질층과 전자수송층의 3중층 구조를 이루도록 형성하거나, 또는 정공수송층과 유기 발광 물질층과 전자수송층 및 전자주입층의 4중층 구조를 이루도록 형성하는 특징이며, 이때, 상기 정공수송층을 형성하기 전에 상기 보조층 위로 정공주입층을 더 형성할 수도 있다. The organic light emitting layer is formed to have a three-layer structure of a hole transport layer, an organic light emitting material layer, and an electron transport layer, or a four-layer structure of a hole transport layer, an organic light emitting material layer, an electron transport layer, and an electron injection layer At this time, a hole injection layer may be further formed on the auxiliary layer before forming the hole transport layer.
그리고 상기 유기 발광층을 형성하기 전에 상기 뱅크 외측으로 노출된 보조층에 대해 레이저 빔을 조사함으로서 결정화된 제 1 부분을 이루도록 하고 상기 뱅크에 대응하는 부분은 비정질 상태의 제 2 부분을 이루도록 하는 단계를 진행하는 또 다른 특징이다. 이때, 상기 레이저 빔은 248nm 내지 1060nm의 파장대를 갖는 펄스파 형태의 레이저 빔인 것이 바람직하다.
And forming a first portion crystallized by irradiating a laser beam to the auxiliary layer exposed to the outside of the bank before the organic light emitting layer is formed, and forming a second portion of the amorphous state corresponding to the portion corresponding to the bank . In this case, the laser beam is preferably a pulsed laser beam having a wavelength range of 248 nm to 1060 nm.
본 발명의 실시예 및 이의 변형예에 따른 유기전계 발광소자는 제 1 전극 상부로 표시영역 전면에 대해 친수성 특성 및 유기 발광 물질층 혹은 정공수송층 내부로의 정공 주입 능력이 우수한 산화텅스턴(WO3) 재질로 이루어진 보조층이 구비됨으로써 종래의 이단 뱅크를 구비한 유기전계 발광소자 대비 액상의 물질을 이용하여 형성되는 유기 발광층의 뱅크 주변에서의 파일 업 현상이 저감됨으로 각 발광영역 내에서 유기 발광층의 평탄한 표면을 갖는 부분의 면적이 증가함에 따라 실재 발광영역(EA3)의 확장에 의해 개구율을 향상시키는 효과가 있다. The organic electroluminescent device according to the embodiment of the present invention and its modified examples may be formed of tungsten oxide (WO 3) having superior hydrophilicity to the entire display region and high hole injecting ability into the organic light emitting material layer or the hole transporting layer, ), The filing up phenomenon around the banks of the organic light emitting layer formed using the liquid material is reduced compared to the conventional organic light emitting device having the two-end bank, As the area of the portion having a flat surface increases, the aperture ratio is improved by the expansion of the actual light emitting region EA3.
나아가, 본 발명의 실시예 및 이의 변형예에 따른 유기전계 발광소자는 각 발광영역 내에서 평탄한 표면을 갖는 유기 발광층 부분이 증가함에 의해 휘도 향상과 더불어 균일한 휘도 특성을 갖게 됨으로서 휘도 불균일에 의한 얼굴 불량이 억제되어 표시품질을 향상시키는 효과가 있다. In addition, the organic light emitting device according to the embodiment of the present invention and its modified examples have improved brightness and uniform luminance characteristics by increasing the portions of the organic light emitting layer having a flat surface in each light emitting region, Defects are suppressed and the display quality is improved.
그리고 본 발명의 실시예 및 이의 변형예에 따른 유기전계 발광소자는 각 발광영역 내에서 파일 업 현상이 저감되어 유기 발광층)의 두께 균일도가 향상됨으로써 유기 발광층의 열화를 억제하여 수명을 연장시키는 효과가 있다.In addition, the organic electroluminescent device according to the embodiment of the present invention and the modified example of the present invention has an effect of suppressing the deterioration of the organic luminescent layer and prolonging the lifetime by improving the thickness uniformity of the organic luminescent layer have.
나아가, 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자는 종래의 이단 뱅크를 구비한 유기전계 발광소자와는 달리 단일층 구조의 뱅크가 구비됨으로써 이단 뱅크를 형성할 필요가 없으므로 1회의 마스크 공정 생략에 의해 제조 공정 단순화를 통한 단위 시간당 생산성이 향상되며, 나아가 재료비를 절감하는 효과가 있다.
Further, unlike the conventional organic electroluminescent device having the two-end bank, the organic electroluminescent device according to the modification of the embodiment of the present invention does not need to form the two-end bank since the bank having the single-layer structure is provided, By omission, the productivity per unit time is improved by simplifying the manufacturing process, and further, the material cost is reduced.
도 1은 종래의 잉크 젯 장치를 이용하여 유기 발광층을 형성한 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도로서, 어레이 소자를 제외하고 평탄화층과 이의 상부에 구비된 뱅크 및 유기전계 발광 다이오드만을 간략히 나타낸 도면.
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 변형예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도.
도 5a 내지 도 5j는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도로서 보조층 위로 유기 발광층과 제 2 전극을 형성하는 단계 및 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판을 구비하는 단계를 나타낸 제조 공정 단면도.FIG. 1 is a cross-sectional view of a portion of a display region of an organic electroluminescent device in which an organic light emitting layer is formed using a conventional ink jet apparatus, except that the planarizing layer, the banks provided thereon, and the organic light emitting diodes Fig.
2 is a circuit diagram of one pixel region of an organic electroluminescent device.
3 is a cross-sectional view of a portion of a display region of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a portion of a display region of an organic electroluminescent device according to a modification of the embodiment of the present invention.
5A to 5J are cross-sectional views illustrating steps of manufacturing an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 6A to 6D are cross-sectional views illustrating steps of manufacturing an organic electroluminescent device according to a modification of the embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 6A to 6D, the organic light emitting device includes a second substrate for encapsulation, Sectional view of the manufacturing process showing the step.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
우선, 유기전계 발광소자의 구성 및 동작에 대해서 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 회로도인 도 2를 참조하여 간단히 설명한다. First, the structure and operation of the organic electroluminescent device will be briefly described with reference to FIG. 2, which is a circuit diagram for one pixel region of the organic electroluminescent device.
도시한 바와 같이 유기전계 발광소자의 각 화소영역(P)에는 스위칭(switching) 박막트랜지스터(STr)와 구동(driving) 박막트랜지스터(DTr), 스토리지 커패시터(StgC), 그리고 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비되고 있다. A switching thin film transistor STr, a driving thin film transistor DTr, a storage capacitor StgC, and an organic light emitting diode E are formed in each pixel region P of the organic electroluminescent device, .
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. That is, the gate line GL is formed in the first direction and the data line DL is formed in the second direction intersecting the first direction to form the data line DL surrounded by the gate line GL and the data line DL. And a power supply line PL for applying a power source voltage is formed in the pixel region P spaced apart from the data line DL.
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. A switching thin film transistor STr is formed at the intersection of the data line DL and the gate line GL and a driving thin film transistor DTr electrically connected to the switching thin film transistor STr is formed have.
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 박막트랜지스터(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. The first electrode, which is one terminal of the organic electroluminescent diode E, is connected to the drain electrode of the driving thin film transistor DTr, and the second electrode, which is the other terminal, is grounded. At this time, the power supply voltage transmitted through the power supply line PL is transmitted to the organic light emitting diode E through the driving thin film transistor DTr. A storage capacitor StgC is formed between the gate electrode and the source electrode of the driving thin film transistor DTr.
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. Therefore, when a signal is applied through the gate line GL, the switching thin film transistor STr is turned on and the signal of the data line DL is transmitted to the gate electrode of the driving thin film transistor DTr, The transistor DTr is turned on so that light is output through the organic electroluminescent diode E.
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 된다. At this time, when the driving thin film transistor DTr is turned on, the level of a current flowing from the power supply line PL to the organic light emitting diode E is determined, It becomes possible to implement a gray scale.
그리고 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.The storage capacitor StgC maintains a constant gate voltage of the driving thin film transistor DTr when the switching thin film transistor STr is turned off so that the switching thin film transistor STr is turned off off state, the level of the current flowing through the organic light emitting diode E can be maintained constant until the next frame.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역 내에 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되는 영역을 구동영역(DA), 그리고 도면에는 나타내지 않았지만 각 화소영역(P) 내에 스위칭 박막트랜지스터가 형성되는 영역을 스위칭 영역(미도시)이라 정의하였다. 3 is a cross-sectional view of a portion of a display region of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention. In this case, for convenience of description, a region where the driving thin film transistor DTr is formed in each pixel region is referred to as a driving region DA, and a region where switching thin film transistors are formed in each pixel region P, (Not shown).
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, 인캡슐레이션을 위한 상기 제 2 기판(170)은 상기 제 2 전극(160) 상부에 수분 침투를 억제하기 위한 무기절연막 또는(및) 유기절연막이 형성되거나, 혹은 발광된 빛의 추출 효율 증대를 위해 캡핑막이 형성되는 경우 생략될 수 있다. The
우선, 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비된 제 1 기판(110)의 구성에 대해 설명한다. First, the structure of the
상기 제 1 기판(110) 상의 상기 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에는 각각 순수 폴리실리콘으로 이루어지며, 그 중앙부는 채널의 통로를 이루는 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. The driving region DA and the switching region (not shown) on the
이때, 상기 반도체층(113)과 상기 제 1 기판(110) 사이에는 전면에 무기절연물질 예를들면, 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 버퍼층(미도시)이 더욱 구비될 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. At this time, a buffer layer (not shown) made of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is further provided on the entire surface between the
또한, 상기 반도체층(113)을 덮으며 게이트 절연막(116)이 전면에 형성되어 있으며, 상기 게이트 절연막(116) 위로 상기 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에는 상기 각 반도체층(113)의 제 1 영역(113a)에 대응하여 각각 게이트 전극(120)이 형성되어 있다. 그리고 상기 게이트 절연막(116) 위로는 상기 스위칭 영역(미도시)에 형성된 게이트 전극(미도시)과 연결되며 일방향으로 연장하며 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다. A
다음, 상기 게이트 전극(120)과 게이트 배선(미도시) 위로 무기절연물질 예를들면, 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 층간절연막(123)이 형성되어 있다. 이때, 상기 층간절연막(123)과 그 하부의 게이트 절연막(116)에는 상기 제 1 영역(113a) 양측면에 위치한 상기 제 2 영역(113b)을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)이 구비되고 있다. Next, an
다음, 상기 반도체층 콘택홀(125)이 구비된 상기 층간절연막(123) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하는 데이터 배선(미도시)과, 이와 이격하여 나란하게 전원배선(미도시)이 형성되고 있다. Next, data wiring (not shown) crossing the gate wiring (not shown) and power wiring (not shown) are formed on the upper part of the
또한, 상기 층간절연막(123) 위로 각 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에는 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. The source and drain
한편, 상기 구동영역(DA)에 순차 적층된 상기 반도체층(113)과 게이트 절연막(116)과 게이트 전극(120)과 층간절연막(123)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이룬다. On the other hand, the source and drain
이때, 상기 스위칭 영역(미도시)에도 상기 구동영역(DA)에 형성된 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 적층구조를 갖는 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성되고 있다. At this time, a switching thin film transistor (not shown) having the same stacking structure as the driving thin film transistor DTr formed in the driving region DA is formed in the switching region (not shown).
상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과 전기적으로 연결되고 있으며, 나아가 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 도 연결되고 있다. The switching thin film transistor (not shown) is electrically connected to a gate wiring (not shown) and a data wiring (not shown), and further to the driving thin film transistor DTr.
한편, 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 있다. In the
하지만, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 비정질 실리콘의 반도체층 또는 산화물 반도체 물질로 이루어진 반도체층을 갖는 보텀 게이트 타입(Bottom gate type)으로 구성될 수도 있다. However, the driving and switching thin film transistor (DTr) (not shown) may be a bottom gate type having a semiconductor layer made of amorphous silicon or an oxide semiconductor material.
상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 보텀 게이트 타입으로 구성되는 경우, 그 하부로부터 상부로 게이트 전극과, 게이트 절연막과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층과 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층으로 이루어진 반도체층과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극이 적층된 적층구조를 갖거나, 또는 게이트 전극과, 게이트 절연막과, 산화물 반도체층과, 에치스토퍼와, 상기 에치스토퍼 상에서 서로 이격하며 각각 상기 산화물 반도체층과 접촉하는 소스 및 드레인 전극의 적층구조를 갖는다.When the driving and switching thin film transistor (DTr, not shown) is configured as a bottom gate type, the gate electrode, the gate insulating film, and the active layer of pure amorphous silicon are spaced apart from each other, A gate electrode, a gate insulating film, an oxide semiconductor layer, an etch stopper, and an etch stopper spaced apart from each other on the etch stopper, wherein the semiconductor layer has a stacked structure of source and drain electrodes spaced from each other, And a lamination structure of source and drain electrodes in contact with the oxide semiconductor layer.
이러한 보텀 게이트 타입의 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 형성된 제 1 기판(110)의 경우, 상기 게이트 배선(미도시)은 상기 게이트 전극(120)이 형성된 동일한 층에 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 게이트 전극(미도시)과 연결되도록 형성되며, 상기 데이터 배선(미도시)은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 소스 전극(133)이 형성된 동일한 층에 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 소스 전극(미도시)과 연결되도록 형성된 구성을 이루게 된다.In the case of the
한편, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 상부로 유기절연물질 예를들면 포토아크릴로 이루어져 평탄한 표면을 이루며, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 갖는 평탄화층(140)이 형성되어 있다. On the other hand, a drain contact hole (not shown) for exposing the
이때, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기절연물질로 이루어져 평판한 표면을 갖는 상기 평탄화층(140) 사이에 무기절연물질로 이루어진 보호층(미도시)이 더욱 형성될 수도 있으며, 이 경우, 상기 드레인 콘택홀(143)은 상기 평탄화층(400) 및 보호층(미도시)에 대해 형성된다. Although not shown in the drawing, a protective layer (not shown) made of an inorganic insulating material is formed between the driving and switching thin film transistor (DTr) (not shown) and the
다음, 평탄한 표면을 갖는 상기 평탄화층(140) 위로 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 접촉하며 각 발광영역(EA) 별로 제 1 전극(150)이 형성되어 있다. Next, the
이러한 제 1 전극(150)은 실질적으로 상기 발광영역(EA) 보다는 큰 면적을 가지며 각 화소영역(P) 별로 형성되고 있다. 상기 각 화소영역(P)은 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 등의 어레이 소자가 구비되는 구동 및 스위칭 영역(DA, 미도시)과 뱅크(153)로 둘러싸인 발광영역(EA)을 포함한다. The
이때, 상기 제 1 전극(150)은 일함수 값이 비교적 큰 즉, 4.8eV 내지 5.2eV 정도의 일함수 값을 갖는 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어짐으로서 애노드 전극의 역할을 한다. The
한편, 상기 제 1 전극(150)은 일함수 값이 큰 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어진 경우, 유기전계 발광소자(101)가 상부발광 방식으로 동작 시에는 유기전계 발광 다이오드(E)의 상부로의 발광효율 증대를 위해 반사율이 우수한 금속물질인 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd) 중 어느 하나로 이루어진 반사층(미도시)이 상기 제 1 전극(150) 하부에 더욱 구비될 수 있다. In the case where the
이러한 반사층(미도시)이 상기 제 1 전극(150) 하부에 구비되는 경우, 상기 제 1 전극(150)의 상부에 형성되는 유기 발광층(155)으로부터 발광된 빛이 상기 반사층(미도시)을 통해 반사되어 상부로 반사시킴으로서 발광된 빛의 이용 효율을 증대시켜 최종적으로 휘도 특성을 향상시키는 효과를 갖게 된다.When the reflective layer (not shown) is provided under the
이때, 상기 반사층(미도시)은 상기 제 1 전극(150) 하부로 별도로 구성되지 않고, 상기 제 1 전극(150) 자체가 이중층 구조를 이룸으로서 즉, 반사효율이 우수한 금속으로 이루어진 하부층(150a)과 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어진 상부층(150b)의 이중층 구조를 이루도록 하여 유기전계 발광소자(101)가 상부발광 방식으로 구동되도록 할 수도 있다.In this case, the reflective layer (not shown) is not separately formed under the
도면에 있어서는 상기 제 1 전극(150)이 반사성이 우수한 금속물질의 하부층(150a)과 일함수 값이 큰 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어진 상부층(150b)의 이중층 구조를 이루는 것을 일례로 나타내었다.In the drawing, the
그리고 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어서 가장 특징적인 구성으로, 상기 제 1 전극(150) 위로 상기 표시영역 전면에 대응하여 친수성 특성을 가지며 동시에 상기 제 1 전극(150)으로부터 발생되는 정공을 유기 발광 물질층(150b)으로 잘 주입되도록 하는 능력이 우수한 물질인 산화텅스텐(WO3)로 이루어진 것을 특징으로 하는 보조층(152)이 형성되고 있다. The
상기 보조층(152)은 유기 발광층을 이루는 하나의 구성요소로서 증착 방식에 의해 상기 제 1 기판(110)상의 표시영역 전면에 상기 제 1 전극(150) 상부 및 상기 제 1 전극(150) 외측으로 노출된 평탄화층(140) 상부에 형성되고 있는 것이 특징이다.The
또한, 상기 보조층(152)은 상기 발광영역(EA)에 대응하여 결정화 된 제 1 부분(152a)을 이루어지며, 상기 뱅크(153)와 중첩하는 부분은 비정질 상태를 갖는 제 2 부분(152b)으로 이루는 것이 또 다른 특징이 되고 있다. The
이러한 보조층(152)은 이를 이루는 재료적 특성과 증착 형성되는 메커니즘 특성에 의해 상기 제 1 전극(150) 상부에서 그 표면이 평탄하며 위치별 두께 차이 없이 고를 두께를 가지며, 나아가 친수성 경향을 가짐으로서 이의 상부에 잉크 젯 장치 혹은 노즐 장치를 통해 액상의 유기 물질이 드롭핑 되어 형성되는 유기 발광층(155)의 파일 업 현상을 억제시키는 역할을 하는 것이 특징이다.The
이러한 보조층(152) 형성에 의해 유기 발광층(152)의 파일 업 현상이 억제되는 것에 대해서는 추후 상세히 설명한다.
The suppression of the pileup phenomenon of the organic light-emitting
한편, 상기 보조층(152) 상부로 상기 유기 발광층(155)이 구비되는 발광영역(EA)의 경계에 상기 제 1 전극(150)의 가장자리와 소정폭 중첩하여 상기 발광영역(EA3)을 둘러싸며 상기 제 1 전극(150)의 중앙부를 노출시키는 단일층 구조를 갖는 뱅크(153)가 형성되어 있다. On the other hand, the light emitting area EA3 is surrounded by the edge of the
이러한 단일층 구조의 뱅크(153)는 소수성 특성을 갖는 고분자 물질 예를들면 불소(F)가 함유된 폴리이미드(poly imide), 스티렌(styrene), 메틸마사크릴레이트(methyl mathacrylate), 폴리테트라플로우틸렌(polytetrafluoroethylene) 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 물질로 이루어지고 있다.The
또한, 상기 뱅크(153)는 그 단면 형상이 사다리꼴 형태를 이룸으로서 그 측면이 테이퍼 상기 보조층(152) 표면을 기준으로 수직하지 않고 비스듬히 기울어진 형태를 이룬다.In addition, the
이는 추후 상기 뱅크(153)로 둘러싸인 내부에 구비되는 유기 발광층(155) 상부에 구비되는 제 2 전극(160)이 끊김없이 형성되도록 하기 위함이다. This is to prevent the
한편, 전술한 형태를 갖는 단일층의 뱅크(153)로 둘러싸인 각 발광영역(EA)의 내부에는 상기 보조층(152) 위로 액상의 물질을 잉크 젯 장치를 이용한 제팅 방식 또는 노즐 장치를 이용한 드롭핑 방식에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 다중층 구조의 유기 발광층(155)이 구비되고 있다. Meanwhile, in the interior of each light emitting region EA surrounded by the
이때, 상기 유기 발광층(155)은 상기 뱅크(153) 주변에서 발생되는 상기 발광영역(EA) 내의 타 영역 일례로 중앙부 대비 두껍게 형성된 파일 업 현상이 저감됨으로서 각 발광영역(EA) 내에서 비교적 고른 두께를 가지며 형성되는 것이 특징이다.In this case, the organic
상기 뱅크(153)는 소수성 특성을 가짐으로서 상기 뱅크(153) 주변에서는 액상의 유기 발광층을 밀어 내려고 하며, 이때, 상기 보조층(152)은 친수성 특성이 강하므로 액상의 유기 발광층을 그 표면에서 비교적 넓은 면적으로 퍼지려는 특성을 부여하게 된다.Since the
따라서 뱅크(153) 주변에 모이려는 유기 발광층이 상기 보조층(152)이 갖는 친수성 특성에 의해 저하되고 동시에 상기 보조층(152) 표면 상에서 퍼지려는 특성이 강하게 발현됨에 의해 발광영역(EA) 내에서 상기 유기 발광층(155)은 비교적 고른 두께를 갖도록 형성될 수 있는 것이다. The organic luminescent layer to be gathered around the
종래의 단일층의 뱅크(도 1의 53)를 구비한 유기전계 발광소자(도 1의 1)의 경우, 도 1일 참조하면 발광영역(EA1)과 실제 발광영역(EA2)의 이격 거리는 제 1 폭(w1)이 되고 있는 반면, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 경우 도 3을 참조하면 발광영역(EA)과 실제 발광영역(EA3)의 이격 거리는 상기 제 1 폭(도 1의 w1)보다 크게 줄어든 제 2 폭(w2(<도 1의 w1))이 됨으로서 발광영역(EA) 내에서의 실제 발광영역(EA3)이 증대된 것을 알 수 있다.In the case of the organic electroluminescent device having the conventional single layer bank (53 in FIG. 1) (see FIG. 1), the distance between the light emitting region EA1 and the actual light emitting region EA2, Referring to FIG. 3, the distance between the light emitting region EA and the actual light emitting region EA3 is the width (w1) of the organic light emitting diode according to the embodiment of the present invention. (W1 in FIG. 1) which is a second width w2 (w1 in FIG. 1) which is greatly reduced from the width W1 of FIG. 1, the actual light emitting area EA3 in the light emitting area EA is increased.
이는 종래의 친수성 특성을 갖는 하부층(미도시)과 소수성 특성을 갖는 상부층(미도시)의 이단 구조를 갖는 뱅크(미도시)를 구비한 유기전계 발광소자(미도시)에서 구현되는 파일 업 현상 억제와 유사한 작용을 하는 것이다. This is because it is possible to suppress the pileup phenomenon implemented in an organic electroluminescent element (not shown) having a lower layer (not shown) having a conventional hydrophilic property and a bank (not shown) having a two- .
하지만 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 각 발광영역(EA) 내에서의 유기 발광층(155)의 파일 업 현상 저감 효과가 종래의 이단의 뱅크(미도시)를 구비한 종래의 유기전계 발광소자(미도시) 대비 더욱 효과적이라 할 것이다.However, in the
나아가 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 이단 뱅크(미도시) 구현 등을 위한 별도의 추가적인 마스크 공정을 필요로 하는 종래의 유기전계 발광소자(미도시)와는 달리 별도의 추가적인 마스크 공정을 필요로 하지 않으므로 제조 공정적 측면과 생산성 측면 및 재료비 절감 측면에서 종래의 이단 뱅크(미도시)를 구비한 유기전계 발광소자(미도시) 대비 우수하다 할 것이다. Further, unlike a conventional organic electroluminescent device (not shown) which requires a separate additional mask process for the implementation of the two-end bank (not shown), the
본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 경우 우수한 친수성 특성을 갖는 물질인 산화텅스텐(WO3)으로 이루어진 보조층(152)이 표시영역 전면에 구비된 구성을 이룬다. In the case of the
따라서 각 발광영역(EA)은 그 전면에 대해 친수성 특성을 갖는 보조층(152)이 구비됨으로서 이의 상부에 형성되는 유기 발광층(155)을 표면에서 퍼지도록 하는 힘이 소수성 특성을 갖는 상부 뱅크(153)의 주변에 대해 부분적으로 친수성 물질로 이루어진 하부 뱅크(미도시)가 구비된 종래의 유기전계 발광소자(미도시) 대비 크다. Therefore, each light emitting area EA is provided with the
이에 의해 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어 유기 발광층(155)은 각 발광영역(EA) 내에서 상대적으로 더 잘 퍼짐에 의해 최종적으로 각 발광영역(EA) 별로 고른 두께를 가져 평탄화된 표면을 갖는 유기 발광층(155)이 형성되는 것이다. As a result, in the
유기 발광층(155)은 발광 효율을 향상시키기 위해 통상 단일층 구조로 이루어지지 않고 다중층 구조 즉, 정공주입층(155e)과 정공수송층(155a)과 유기 발광물질층(155b)과 전자수송층(155c) 및 선택적으로 전자주입층(155d)의 구성을 이룬다.The organic
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101) 또한 유기 발광층(155)의 발광 효율 향상을 위해 상기 유기 발광층(155)은 정공주입층(154)과, 정공수송층(155a), 유기 발광 물질층(155b), 전자 수송층(155c)의 4중층 구조를 이루거나, 또는 전자 수송층(155c) 위로 전자 주입층(155d)을 더욱 구비한 5중층 구조를 이루도록 구성되고 있다.The organic
이 경우, 상기 보조층(152)은 상기 유기 발광층의 형성 시 파일업 현상을 억제하여 각 발광영역 내에서 평탄한 표면을 갖는 부분의 면적을 증가시키는 역할을 하는 동시에, 상기 정공주입층(155e)과 더불어 상기 전자수송층(155a) 또는 유기 발광물질층(155b)으로 보다 잘 정공을 주입시키는 역할을 하게 되는 것이다.In this case, the
이렇게 유기 발광층(155)의 파일 업 현상이 저감되는 경우, 이에 의해 상기 뱅크(153)로 둘러싸인 발광영역(EA) 내에서의 평탄한 표면을 갖는 유기 발광층(155)의 면적이 증가됨으로서 실제 발광영역(EA3)이 확장됨에 의해 개구율 및 휘도 특성을 향상시킴과 동시에 수명을 향상시키는 효과를 갖게 된다.
When the filing up phenomenon of the organic
한편, 상기 보조층(152)은 상기 재료적 특성에 의해 친수성 특성을 가짐과 더불어 정공주입 능력 또한 우수함으로 상기 유기 발광층(155)을 이루는 일 구성요소인 정공주입층(155e)의 역할을 대신 할 수 있다.The
이러한 보조층이 정공주입층의 역할을 대신하는 구성은 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자로서 제시한다.This auxiliary layer replaces the role of the hole injection layer is shown as an organic electroluminescent device according to a modification of the embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도이다. 이때, 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자는 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자대비 보조층 상부에 구비되는 유기 발광층의 적층 구조만이 차이가 있을 뿐 그 이외의 구성요소는 모두 동일하므로 차이가 있는 유기 발광층의 구성에 대해서만 설명한다.4 is a cross-sectional view of a portion of a display region of an organic electroluminescent device according to a modification of the embodiment of the present invention. Here, the organic electroluminescent device according to the modification of the embodiment of the present invention differs from the organic electroluminescent device according to the modification of the embodiment of the present invention only in the lamination structure of the organic light emitting layer provided on the auxiliary layer, Only the constitution of the organic luminescent layer which is different from each other will be described.
본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자의 경우, 친수성 특성 및 정공주입 능력이 우수한 특성을 갖는 상기 보조층(152)이 상기 제 1 전극 위로 표시영역 전면에 구비됨에 의해 상기 유기 발광층(155)은 정공주입층(154)과, 정공수송층(155a), 유기 발광 물질층(155b), 전자 수송층(155c)의 4중층 구조를 이루거나, 또는 전자 수송층(155c) 위로 전자 주입층(155d)을 더욱 구비한 5중층 구조를 이루지 않고, 전자주입층이 생략되어 정공수송층(155a), 유기 발광 물질층(155b), 전자 수송층(155c)의 3중층 구조를 이루거나, 또는 전자 수송층(155c) 위로 전자 주입층(155d)이 더욱 구비된 4중층 구조를 이루는 것이 특징이다. In the case of the organic electroluminescent device according to the modification of the embodiment of the present invention, since the
즉, 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자(102)에 있어 상기 유기 발광층(155)은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 3의 101)에 구비되는 유기 발광층(도 3의 155) 또는 종래의 유기전계 발광소자(도 1의 1)의 유기 발광층(도 1의 55)의 구성과는 달리 상기 보조층(152)이 정공주입층(도 3의 155e 또는 도 1의 55a)을 대신함으로써 정공주입층(도 3의 155e 또는 도 1의 55a) 이 생략된 구성을 이루는 것이 특징이다. That is, in the
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자(102)는 상기 보조층(152)이 종래의 유기전계 발광소자(도 1의 1) 대비 추가되고 있지만, 이러한 보조층(152)은 친수성 특성에 의해 유기 발광층(155)의 파일업 현상을 억제시키는 동시에 정공 주입 능력이 우수하여 상기 유기 발광층(155)을 이루는 일 구성요소인 정공주입층(도 1의 55a)을 대체하여 이의 역할을 수행할 수 있으며, 이 경우 유기 발광층(155)을 이루는 일 구성요소인 정공주입층(도 1의 55a)의 생략할 수도 있는 바, 종래의 단일층 구조의 뱅크(도 1의 53)와 5중층 또는 4중층 구조의 유기 발광층(도 1의 55)을 구비한 유기전계 발광소자(도 1의 1) 대비 실질적인 추가 공정은 없게 된다.Although the
따라서 공정 추가없이 종래의 단일층의 뱅크를 구비한 유기전계 발광소자(도 1의 1) 대비 유기 발광층(155)의 파일 업 현상을 억제시킬 수 있는 효과를 갖는다.Therefore, there is an advantageous effect that the filing up phenomenon of the organic
그리고 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자(102)는 전술한 바와같이 유기 발광층(155)의 적층 구성 상 본 발명의 실시예 또는 종래의 유기전계 발광소자(도 3의 101 및 도 1의 1)에 구비되는 유기 발광층(도 3의 155 또는 도 1의 55) 대비 정공주입층(도 3의 155e 또는 도 1의 55a)이 생략됨에 의해 상기 유기 발광층(도 3의 155 또는 도 1의 55)의 총 두께는 상기 정공주입층(도 3의 155e 또는 도 1의 55a)의 두께만큼이 줄어들게 되며, 이에 의해 더욱더 파일 업 현상이 저감되는 효과를 이루게 된다.The
파일 업 현상은 액상의 물질을 잉크 제팅 혹은 노즐 드롭핑에 의해 유기 발광층(155)을 형성 시 발생되는 것으로 유기 발광층(155)의 두께와 비례하여 발생된다.The filing-up phenomenon occurs when the
유기 발광층(155)의 두께를 작게하면 파일 업 현상이 저감될 수 있는데, 다중층 구조의 유기 발광층(155)을 이루는 각층은 그 역할 수행을 위해 필요로 되는 최소 두께가 있으며, 각 물질층이 최소한의 두께로 형성된다 하더라도 종래의 유기전계 발광소자(도 1의 1)는 유기 발광층(도 1의 55)이 정공주입층(도 1의 55a), 정공수송층(도 1의 55b), 유기 발광 물질층(도 1의 55c), 전자 수송층(도 1의 55d)의 4중층 또는 전자 수송층(도 1의 55d) 위로 전자 주입층(도 1의 55e)을 더욱 구비한 5중층 구조를 이루어야 한다.When the thickness of the organic
하지만, 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자(102)는 표시영역 전면에 구비된 상기 보조층(152)이 유기 발광층(155)의 일 구성요소인 정공주입층(도 1의 55a)의 역할을 하므로 각 발광영역(EA)별로 구비되는 정공주입층(도 1의 55a)은 생략될 수 있다.However, in the
이 경우, 상기 정공주입층(미도시)이 생략된 구성을 갖는 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자(102)는 잉크 제팅 혹은 노즐 드롭핑에 의해 형성되는 유기 발광층(155)은 정공수송층(155a), 유기 발광 물질층(155b), 전자 수송층(155c)의 3중층 구조를 이루거나, 또는 전자 수송층(155c) 위로 전자 주입층(155d)을 더욱 구비한 4중층 구조를 이루므로 정공주입층 생략에 의해 그 두께가 줄어들게 됨으로서 본 발명의 실시예 또는 종래의 유기전계 발광소자(도 3의 101 또는 도 1의 1) 대비 유기 발광층(155)의 파일 업 현상이 상대적으로 더 저감되는 효과를 구현할 수 있는 것이다. In this case, the
또한, 이렇게 유기 발광층(155)의 파일 업 현상이 저감되는 경우, 이에 의해 상기 뱅크(153)로 둘러싸인 발광영역(EA) 내에서의 평탄한 표면을 갖는 유기 발광층(155)의 면적이 증가됨으로서 실제 발광영역(EA3)이 확장됨에 의해 개구율 및 휘도 특성을 향상시킴과 동시에 수명을 향상시키는 효과를 갖게 된다. When the pileup phenomenon of the organic
하지만, 상기 정공주입층(미도시)은 반드시 생략될 필요는 없으며, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 3의 101)와 같이 형성되어도 무방하며, 이 경우, 상기 보조층(152)은 상기 정공주입층(도 3의 155e)과 더불어 전자수송층(155a) 또는 유기 발광물질층(155b)으로 정공을 주입하는 역할을 하게 되는 것이다.However, the hole injection layer (not shown) is not necessarily omitted and may be formed as an
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자(102)는 상기 유기 발광층(155)의 상부에 구비되는 구성은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 3의 101)와 동일하므로 이하 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 구성에 대해 설명한다.The structure of the
한편, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어 상기 유기 발광층(155)은 각 발광영역(EA)에 대해 순차 반복하는 형태로 각각 적, 녹, 청색을 발광하는 구성을 이룰 수도 있으며, 또는 전체의 발광영역(EA) 각각에 대해 화이트를 발광하는 구성을 이룰 수도 있다. 이는 다중층 구조의 상기 유기 발광층(155) 중 유기 발광 물질층(155b)의 재료 특성에 기인되는 것이다. Meanwhile, in the
이러한 유기 발광층(155)은 액상의 유기 물질을 잉크젯 장치 또는 노즐 장치를 통해 분사 또는 드롭핑 하여 형성한 후 건조하여 경화시킴으로서 완성된 것이 특징이다. The organic
다음, 상기 유기 발광층(155) 상부에는 상기 표시영역 전면에 제 2 전극(160)이 형성되어 있다. Next, a
이때, 상기 제 2 전극(160)은 상기 제 1 전극(150) 대비 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 하나로 이루어짐으로써 캐소드 전극의 역할을 한다. The
이 경우, 상기 발광영역(EA)에 순차 적층된 상기 제 1 전극(150)과 보조층(1520과 유기 발광층(155)과 상기 제 2 전극(160)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.In this case, the
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. Meanwhile, a
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. The
이 경우, 상기 인캡슐레이션을 위한 상기 제 2 기판(170)은 유연한 특성을 갖는 플라스틱으로 이루어질 수도 있으며, 또는 유리기판으로 이루어질 수도 있다. In this case, the
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, 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 있으며, 혹은 상기 제 2 전극(160) 상부로 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(미도시)이 더욱 구비되어 캡핑막(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(미도시)은 그 자체로 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용될 수도 있으며, 이 경우 상기 제 2 기판(170)은 생략할 수도 있다. Meanwhile, although the
전술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예 및 이의 변형예에 따른 유기전계 발광소자(101, 도 4의 102)는 제 1 전극(150) 상부로 표시영역 전면에 대해 친수성 특성 및 유기 발광 물질층(155b) 혹은 정공수송층(155a) 내부로의 정공 주입 능력이 우수한 산화텅스턴(WO3) 재질로 이루어진 보조층(152)이 구비됨으로써 종래의 이단 뱅크(미도시)를 구비한 유기전계 발광소자(미도시) 대비 액상의 물질을 이용하여 형성되는 유기 발광층(155)의 뱅크(153) 주변에서의 파일 업 현상이 저감됨으로 각 발광영역(EA) 내에서 유기 발광층(155)의 평탄한 표면을 갖는 부분의 면적이 증가함에 따라 실재 발광영역(EA3)의 확장에 의해 개구율을 향상시키는 효과가 있다. The
나아가, 본 발명의 실시예 및 이의 변형예에 따른 유기전계 발광소자(101, 도 4의 102)는 각 발광영역(EA) 내에서 평탄한 표면을 갖는 유기 발광층(155) 부분이 증가함에 의해 휘도 향상과 더불어 균일한 휘도 특성을 갖게 됨으로서 휘도 불균일에 의한 얼굴 불량이 억제되어 표시품질을 향상시키는 효과가 있다. Further, in the
그리고 본 발명의 실시예 및 이의 변형예에 따른 유기전계 발광소자(101, 도 4의 102)는 각 발광영역(EA) 내에서 파일 업 현상이 저감되어 유기 발광층(155)의 두께 균일도가 향상됨으로서 유기 발광층(155)의 열화를 억제하여 수명을 연장시키는 효과가 있다.The embodiment of the present invention and the modified example of the organic EL device according to the present invention (101 of FIG. 4) reduce the filing up phenomenon in each light emitting region EA and improve the uniformity of the thickness of the organic
나아가, 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자(도 4의 102)는 종래의 이단 뱅크(미도시)를 구비한 유기전계 발광소자(미도시)와는 달리 단일층 구조의 뱅크가 구비됨으로서 이단 뱅크를 형성할 필요가 없으므로 1회의 마스크 공정 생략에 의해 제조 공정 단순화를 통한 단위 시간당 생산성이 향상되며, 나아가 재료비를 절감하는 효과가 있다.
Furthermore, unlike an organic electroluminescent device (not shown) having a conventional two-end bank (not shown), the
이후에는 전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예 및 이의 변형예 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법에 대해 설명한다. 이때, 본 발명의 실시예 및 이의 변형예에 따른 유기전계 발광소자는 유기전계 발광다이오드의 제 1 전극 상부에 구비되는 보조층과 뱅크 및 유기 발광층에 특징이 있으며, 상기 제 1 전극 하부에 위치하는 스위칭 및 구동 박막트랜지스터는 일반적인 방법에 의해 제조되므로 이에 대해서는 그 설명을 생략하거나 간략히 한다. 그리고 설명의 편의를 위해 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법과 정공 주입층이 생략되는 구성을 제외하면 동일하므로 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법을 위주로 설명하며, 차이가 있는 부분에 대해서만 간단히 설명한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention having the above-described structure and a manufacturing method of an organic electroluminescent device according to a modification thereof will be described. Here, the organic electroluminescent device according to the embodiment of the present invention and its modifications is characterized by an auxiliary layer, a bank, and an organic light emitting layer provided on the first electrode of the organic electroluminescent diode, Since the switching and driving thin film transistors are manufactured by a general method, the description thereof will be omitted or simplified. For convenience of explanation, the manufacturing method of the organic electroluminescent device according to the modified example of the embodiment of the present invention is the same except for the manufacturing method of the organic electroluminescent device according to the embodiment of the present invention and the configuration in which the hole injecting layer is omitted The manufacturing method of the organic electroluminescent device according to the embodiment of the present invention will be mainly described, and only differences will be described briefly.
도 5a 내지 도 5j는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도이다. 5A to 5J are cross-sectional views illustrating steps of manufacturing an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
우선, 도 5a에 도시한 바와같이, 투명한 절연 재질 예를들면 유리 또는 플라스틱 재질의 제 1 기판(110)) 상에 일반적인 방법을 진행하여 서로 교차하는 게이트 배선(미도시) 및 데이트 배선(미도시)과, 상기 데이터 배선(미도시)과 나란한 전원배선(미도시)을 형성하고, 나아가 상기 게이트 및 데이터 배선(미도시)과 연결된 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 형성하고, 동시에 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 전원배선(미도시)과 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)를 형성한다. 이때, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)의 구조에 대해서는 앞서 도 3을 통해 다양한 적층 구조를 가짐을 상세히 설명하였으므로 이의 구체적인 적층 구조에 대해서는 설명을 생략한다.First, as shown in FIG. 5A, gate wirings (not shown) and data wirings (not shown) which intersect each other are formed on a transparent insulating material such as a
이후, 도 5b에 도시한 바와같이, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr) 위로 유기절연물질 예를들면 포토아크릴을 도포함으로서 평탄한 표면을 갖는 평탄화층(140)을 형성하고, 이에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 형성한다.5B, a
한편, 상기 평탄화층(140)을 형성하기 전 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr) 상부에 우선적으로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 보호층(미도시)을 더 형성한 후 상기 보호층(미도시) 위로 상기 평탄화층(140)을 형성하고, 상기 평탄화층(140) 및 보호층(미도시)에 대해 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 형성할 수도 있다. For example, silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN x) is deposited on the switching and driving thin film transistors (not shown) before forming the
다음, 도 5c에 도시한 바와같이, 상기 드레인 콘택홀(143)을 구비한 상기 평탄화층(143) 위로 각 발광영역(EA) 별로 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 접촉하는 제 1 전극(150)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 5C, the driving thin film transistor DTr and the
이때, 상기 제 1 전극(150)은 반사성이 우수한 금속물질 예를들면 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)으로 이루어진 하부층(150a)과 일함수 값이 큰 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어진 상부충(150b)의 이중층 구조를 이루도록 한 것을 일례로 나타내었지만, 상기 제 1 전극(150)은 일함수 값이 큰 투명도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어진 단일층 구조를 이룰 수도 있다.The
다음, 도 5d에 도시한 바와같이, 상기 제 1 전극(150) 위로 진공 열 증착(evaporation), 스퍼터링(sputtering) 통한 증착 중 어느 하나의 증착 방법을 이용하여 친수성 특성을 가지며 동시에 상기 제 1 전극(150)으로부터 발생되는 정공을 유기 발광 물질층(155b)으로 잘 주입되도록 하는 정공 주입 능력이 우수한 물질인 산화텅스텐(WO3)을 상기 제 1 기판(110)의 표시영역 전면에 대해 증착함으로써 보조층(152)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 5D, the
이때, 상기 보조층(152)은 각 발광영역(EA)별로 패터닝 될 필요가 없으므로 상기 열증착 법을 이용하여 증착한다 하더라도 별도의 쉐도우 마스크 등을 필요로 하지 않으므로 대형화 대응에 의한 쉐도우 마스크 처짐 등에 의한 패턴 불량이 발생될 여지가 없으므로 상기 열 증착법을 통한 증착을 실시하더라도 문제되지 않는다.At this time, since the
이러한 상기 보조층(152)은 증착법에 의해 형성됨을 특징으로 하는 바, 잉크 젯 장치 또는 노즐 장치를 이용한 액정의 물질을 분사 혹은 드롭핑에 의해 형성하는 것과는 달리 파일 업 현상 없이 상기 제 1 전극(150) 상부로 고른 두께 및 평탄한 표면을 갖도록 형성되는 것이 특징이다. The
한편, 이렇게 표시영역 전면에 증착 형성된 상기 보조층(152)은 이를 이루는 재료적 특성에 의해 친수성 경향을 가짐으로서 추후 이의 상부에 잉크 젯 장치 혹은 노즐 장치를 통해 액상의 유기 물질이 분사 혹은 드롭핑 되어 형성되는 유기 발광층(155)의 파일 업 현상을 억제시키는 역할을 하는 동시에 상기 보조층(152)는 정공 주입 능력이 우수함으로 전자주입층(155e)과 더불어 혹은 이를 보조하여 상기 정공수송층(155a) 또는 유기 발광물질층(155b)으로 정공을 주입하는 역할을 하거나, 또는 상기 정공주입층(155e)를 대체하여 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자(도 4의 102)의 경우 상기 정공주입층(155e) 자체의 역할을 한다. Meanwhile, the
다음, 도 5e에 도시한 바와같이, 상기 보조층(152) 위로 감광성 물질이 포함되어 감광성 특성을 가지며, 나아가 소수성 특성을 갖는 고분자 물질 예를들면 불소(F)가 함유된 폴리이미드(poly imide), 스티렌(styrene), 메틸마사크릴레이트(methyl mathacrylate), 폴리테트라플로우틸렌(polytetrafluoroethylene) 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 물질을 도포함으로서 뱅크 물질층(미도시)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 5E, a polyimide having a photosensitive property on the
이때, 상기 뱅크 물질층(미도시)은 블랙의 안료 또는 블랙 계열의 수지가 더 포함됨으로서 그 자체가 블랙색을 갖도록 형성될 수도 있다. At this time, the bank material layer (not shown) may be formed so as to have a black color itself by further including black pigment or black resin.
이후, 이러한 감광성 특성을 갖는 상기 뱅크 물질층(미도시)을 패터닝함으로서 각 발광영역(EA)의 경계에 각 발광영역(EA)을 둘러싸는 동시에 상기 보조층(152) 하부에 위치하는 상기 제 1 전극(150)의 가장자리와 소정폭 중첩하며 그 단면 형태가 사다리꼴 형상인 단일층 구조의 뱅크(153)를 형성한다. Then, the bank material layer (not shown) having such a photosensitive characteristic is patterned to surround each light emitting region EA at the boundary of each light emitting region EA, A
다음, 도 5f에 도시한 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 5j의 101)의 제조 방법적 특징으로서 상기 단일층 구조의 뱅크(153)가 형성된 상태에서 상기 뱅크(153)로 둘러싸인 상기 보조층(152)에 대해 레이저 조사장치(미도시)를 이용한 레이저 빔(LB)을 선택적으로 조사함으로서 결정화시킨다.Next, as shown in FIG. 5F, in the method of manufacturing the organic electroluminescent device (101 of FIG. 5J) according to the embodiment of the present invention, the
이때, 상기 레이저 조사장치(미도시)는 엑시머 레이저 빔 조사장치로서 상대적으로 단파장인 248nm 내지 1060nm의 파장대를 갖는 펄스파 형태의 레이저 빔(LB)이 조사되는 장치인 것이 바람직하다. 이는 상대적으로 짧은 시간 내에 고 에너지 밀도를 갖는 레이저 빔(LB)이 조사됨으로서 레이저 공정 시간을 최소화하는데 유리하기 때문이다. Here, the laser irradiator (not shown) is preferably an excimer laser beam irradiator which is irradiated with a pulsed laser beam LB having a relatively short wavelength of 248 nm to 1060 nm. This is because it is advantageous to minimize the laser processing time by irradiating the laser beam (LB) having a high energy density in a relatively short time.
상기 레이저 빔(LB)은 라인 빔 형태를 가질 수도 있으며, 또는 패턴 빔 형태를 가질 수도 있다.The laser beam LB may have a line beam shape, or may have a pattern beam shape.
한편, 이러한 레이저 빔(LB)은 상기 뱅크(153)로 둘러싸인 각 발광영역(EA)에 있어서 상기 뱅크(153) 외측으로 노출된 보조층(152)에 대해서만 이루어지는 것이 바람직하며, 따라서 상기 보조층(152)은 상기 레이저 빔(LB)이 조사된 부분은 결정화된 제 1 부분(152a), 그리고 레이저 빔(LB)이 조사되지 않은 부분은 비정질 상태의 제 2 부분(152b)을 이룬다. It is preferable that the laser beam LB is formed only on the
상기 보조층(152)은 결정화되는 경우, 정공의 이동도 특성이 향상됨으로써 도체화되는 경향이 있으며, 이러한 보조층(152)은 표시영역 전면에 형성됨으로써 서로 이웃한 발광영역(EA) 간 접촉하는 상태이므로 이 경우 표시영역 내의 각 발광영역(EA)은 쇼트 된 상태를 원활하게 풀 컬러의 화상을 구현할 수 없다.When the
따라서 상기 보조층(152)에 있어서 상기 레이저 빔(LB) 조사를 통한 결정화 공정은 상기 뱅크(153) 외측으로 노출된 보조층(152)에 대해서만 진행되는 것이 바람직하다.Therefore, in the
한편, 상기 뱅크(153)가 블랙 재질로 이루어진 경우, 상기 뱅크(153)로 레이저 빔(LB)이 조사된다 하더라도 상기 보조층(152)이 위치한 부분까지 상기 레이저 빔(LB)이 도달할 수 없으므로 상기 레이저 빔(LB) 조사에 영향을 받지 않는다. 그러므로 이 경우 상기 레이저 빔(LB)은 각 발광영역(EA) 별로 패턴된 형태의 레이저 빔(LB)이건 혹은 라인 타입의 레이저 빔(LB)이건 문제되지 않는다.If the
이렇게 상기 보조층(152)에 대해 레이저 빔(LB)을 조사하여 결정화를 하는 것은 상기 보조층(152)이 증착된 상태에서는 그 내부의 분자 등이 무질서한 비정질 상태가 되며, 이 경우 정공의 이동도 특성이 상대적으로 저하됨으로써 정공 수송층(155a) 또는 유기 발광 물질층(155b) 내부로의 정공 주입 능력은 미약한 수준이 되며, 정공의 이동도 특성을 향상시켜 최종적으로 정공 주입 능력을 향상시키기 위함이다.When the
다음, 상기 보조층(152)의 결정화 공정 진행이 완료되어 제 1 및 제 2 부분(152a, 152b)을 이루어지도록 한 이후에는 도 5g에 도시한 바와같이, 잉크 젯 장치(195) 혹은 노즐 장치(미도시)를 이용하여 액상의 정공 수송 물질을 분사 또는 드롭핑함으로서 각 발광영역(EA)에 액체 상태의 정공수송 물질층(미도시)을 형성하고, 이에 대해 열처리 공정을 진행하여 건조 및 경화시킴으로서 정공주입층(155e)을 형성한다. Next, after the crystallization process of the
이 경우 상기 정공주입층(155e)은 각 발광영역(EA)에서 상기 보조층(152)의 친수성 특성에 의해 퍼짐 능력이 향상됨으로서 상기 뱅크(153) 주변에서 그 두께가 증가하는 파일 업 현상이 종래의 이단의 뱅크(미도시)를 구비한 유기전계 발광소자(미도시) 대비 저감된다.In this case, the
다음, 도 5h에 도시한 바와같이, 상기 정공주입층(155e)을 형성한 바와 동일한 방법을 진행하여 단일층의 뱅크(153)로 둘러싸인 각 발광영역(EA)에 상기 정공주입층(155e) 위로 순차적으로 정공수송층(155a)과 유기 발광 물질층(155b)과 전자수송층(155c) 및 선택적으로 전자주입층(155d)을 형성한다.5H, the same method as that for forming the
이때, 각 발광영역(EA) 내에 순차 적층 형성된 상기 정공주입층(155e)과 정공수송층(155a)과 유기 발광 물질층(155b)과 전자수송층(155c)의 4중층 구조를 이루거나, 또는 전자주입층(155d)이 더 형성되는 경우 5중층 구조를 갖는 유기 발광층(155)을 이루게 된다. Layer structure of the
이렇게 잉크 젯 장치 또는 노즐 장치를 통한 분사 혹은 드롭핑에 의해 형성되는 유기 발광층(155)은 뱅크 주변에서 소정의 파일 업 현상이 발생되지만, 친수성을 갖는 보조층(152) 형성에 의해 종래의 단일층 구조의 뱅크를 구비한 유기전계 발광소자(도 1의 1) 대비 상기 파일업 현상이 발생되는 부분의 폭이 크게 저감되는 것이 특징이다.The organic
한편, 전술한 바와 같은 유기 발광층의 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 5j의 101) 대비 유기 발광층(155)의 적층 구조 차이를 갖는 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자(도 6b의 102)의 유기 발광층 형성 방법을 도 6a 내지 6d(도 6d는 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도로서 보조층 위로 유기 발광층과 제 2 전극을 형성하는 단계 및 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판을 구비하는 단계를 나타낸 제조 공정 단면도.)를 참조하여 간단히 설명한다. Meanwhile, in accordance with a modification of the embodiment of the present invention having the laminated structure difference of the organic
도 6a에 도시한 바와같이, 보조층(152)의 결정화 공정 진행이 완료되어 제 1 및 제 2 부분(152a, 152b)을 이루어지도록 한 이후에 상기 보조층(152) 위로 잉크 젯 장치(195) 혹은 노즐 장치(미도시)를 이용하여 액상의 정공 수송 물질을 분사 또는 드롭핑함으로서 각 발광영역(EA)에 액체 상태의 정공수송 물질층(미도시)을 형성하고, 이에 대해 열처리 공정을 진행하여 건조 및 경화시킴으로서 정공수송층(155a)을 형성한다.6A, after the crystallization process of the
이 경우, 상기 정공수송층(155a)은 각 발광영역(EA)에서 상기 보조층(152)의 친수성 특성에 의해 퍼짐 능력이 향상됨으로서 상기 뱅크(153) 주변에서 그 두께가 증가하는 파일 업 현상이 종래의 이단의 뱅크(미도시)를 구비한 유기전계 발광소자(미도시) 대비 저감된다.In this case, the
다음, 도 6b에 도시한 바와같이, 상기 정공수송층(155a)을 형성한 바와 동일한 방법을 진행하여 단일층의 뱅크(153)로 둘러싸인 각 발광영역(EA)에 상기 정공수송층(155a) 위로 순차적으로 유기 발광 물질층(155b)과 전자수송층(155c) 및 선택적으로 전자주입층(155d)을 형성한다.6B, the light emitting region EA surrounded by the
각 발광영역(EA) 내에 순차 적층 형성된 상기 정공수송층(155a)과 유기 발광 물질층(155b)과 전자수송층(155c) 및 전자주입층(155d)은 4중층 구조를 갖는 유기 발광층(155)을 이룬다. 이때, 상기 전자주입층(155d)은 생략할 수도 있으며, 이 경우 상기 유기 발광층(155)은 3중층 또는 4중층 구조를 이루게 된다. The
이렇게 잉크 젯 장치 또는 노즐 장치를 통한 분사 혹은 드롭핑에 의해 형성되는 유기 발광층(155)은 뱅크(153) 주변에서 소정의 파일 업 현상이 발생되지만, 친수성을 갖는 상기 보조층(152) 형성 및 유기 발광층(155) 자체의 적층수가 줄어듦에 의해 종래의 유기전계 발광소자 대비 상기 파일 업 현상이 발생되는 부분의 폭이 크게 저감되는 것이 특징이다.The organic
즉, 상기 유기 발광층(155)은 정공주입층(도 1의 55a)의 역할을 하는 상기 보조층(152)이 평탄한 표면을 가지며 형성됨에 의해 종래의 정공수송층(도 1의 55a)을 포함하여 이의 상부에 구비되는 정공수송층(도 1의 55b)과 유기 발광 물질층(도 1의 55c)과 전자수송층(도 1의 55d) 및(또는) 전자주입층(도 1의 55e)의 4층 혹은 5층이 모두 잉크젯 또는 노즐 장치를 통한 제팅 혹은 드롭핑에 의해 형성되는 것 대비 제팅 또는 드롭핑에 형성되는 층이 줄어듦에 기인하여 더욱더 파일 업 현상이 저감될 수 있는 것이다. That is, the organic
이후의 공정 즉, 도 6c 및 6d에 나타낸 제 2 전극(160)을 형성하고, 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)을 구비함으로서 유기전계 발광소자(102)를 완성하는 공정은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 5j의 101)의 제조 방법과 동일하므로 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 5j의 101)의 제조 방법을 통해 설명한다. 6C and 6D and the
도 5i에 도시한 바와같이, 상기 유기 발광층(155) 위로 표시영역 전면에 제 2 전극(160)을 진공 열증착을 통해 형성한다.5I, a
이때, 상기 각 발광영역(E)에 순차 적층된 상기 제 1 전극(150)과 보조층(152)과 유기 발광층(155) 및 제 2 전극(160)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.The
다음, 도 5j에 도시한 바와같이, 상기 제 2 전극(160) 상부로 필름(미도시) 혹은 캡핑막(미도시)을 형성하거나, 혹은 투명한 유리재질 또는 플라스틱 재질의 제 2 기판(170)을 불활성 기체 분위기나 진공의 분위기에서 전면 씰(미도시) 또는 상기 제 1 기판(110)의 가장자리 소정폭에 씰패턴(미도시)을 개재하여 합착함으로서 본 발명의 실시예 및 이의 변형예에 따른 유기전계 발광소자(101)를 완성한다. Next, as shown in FIG. 5J, a film (not shown) or a capping film (not shown) is formed on the
본 발명은 전술한 실시예 및 이의 변형예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 사상을 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
The present invention is not limited to the above-described embodiment and its modifications, and various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention.
101 : 유기전계 발광소자
110 : 제 1 기판
113 : 반도체층(113a: 제 1 영역, 113b: 제 2 영역)
116 : 게이트 절연막
120 : 게이트 전극
123 : 층간절연막
125 : 반도체층 콘택홀
133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극
140 : 평탄화층
143 : 드레인 콘택홀
150 : 제 1 전극(150a: 하부층, 150b: 상부층)
152 : 보조층(152a: 제 1 부분, 152b: 제 2 부분)
153 : 뱅크
155 : 유기 발광층(155e 정공주입층, 155a: 정공수송층, 155b: 유기 발광 물질층, 155c: 전자수송층, 155d: 전자주입층)
160 : 제 2 전극
170 : 제 2 기판
DTr : 구동 박막트랜지스터
E : 유기전계 발광 다이오드
EA : 발광영역
EA3 : 실제 발광영역
w2 : 제 2 폭(발광영역과 실제 발광영역간 이격영역의 크기)101: Organic electroluminescent device
110: first substrate
113: semiconductor layer (113a: first region, 113b: second region)
116: gate insulating film
120: gate electrode
123: Interlayer insulating film
125: semiconductor layer contact hole
133: source electrode
136: drain electrode
140: planarization layer
143: drain contact hole
150: first electrode (150a: lower layer, 150b: upper layer)
152:
153: Bank
(155e: hole transport layer, 155b: organic light emitting material layer, 155c: electron transport layer, 155d: electron injection layer)
160: Second electrode
170: second substrate
DTr: driving thin film transistor
E: Organic light emitting diode
EA: light emitting region
EA3: actual light emitting area
w2: the second width (size of the region between the light emitting region and the actual light emitting region)
Claims (12)
상기 다수의 발광영역 별로 구비된 제 1 전극;
상기 제 1 전극 위로 상기 표시영역 전면에 구비되며 친수성 특성 및 정공주입 능력을 갖는 물질로 이루어진 보조층;
상기 보조층 위로 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 상기 다수의 발광영역 각각을 둘러싸며 구비된 뱅크;
상기 뱅크로 둘러싸인 상기 다수의 발광영역 각각의 내부에 상기 보조층 위로 구비된 유기 발광층;
상기 유기 발광층 상부로 상기 표시영역 전면에 구비된 제 2 전극을 포함하는 유기전계 발광소자.
A display device comprising: a first substrate having a display region in which a plurality of light emitting regions are defined;
A first electrode provided for each of the plurality of light emitting regions;
An auxiliary layer formed on the entire surface of the display region over the first electrode and having a hydrophilic property and a hole injection capability;
A bank which overlaps the edge of the first electrode on the auxiliary layer and surrounds each of the plurality of light emitting regions;
An organic light emitting layer provided on the auxiliary layer in each of the plurality of light emitting regions surrounded by the banks;
And a second electrode provided on the entire surface of the display region above the organic light emitting layer.
상기 보조층은 산화텅스텐(WO3)으로 이루어진 유기전계 발광소자.
The method according to claim 1,
Wherein the auxiliary layer is made of tungsten oxide (WO 3 ).
상기 보조층은 상기 각 발광영역에 대응해서는 결정화된 제 1 부분으로 이루어지며 상기 뱅크에 대응하는 부분은 비정질 상태인 제 2 부분으로 이루어진 유기전계 발광소자.
3. The method of claim 2,
Wherein the auxiliary layer comprises a crystallized first portion corresponding to each of the light emitting regions, and a portion corresponding to the bank comprises an amorphous second portion.
상기 유기 발광층은 정공수송층과 유기 발광 물질층과 전자수송층의 3중층 구조를 이루거나, 또는 정공수송층과 유기 발광 물질층과 전자수송층 및 전자주입층의 4중층 구조를 이루는 유기전계 발광소자.
The method according to claim 1,
Wherein the organic light emitting layer has a triple-layer structure of a hole transporting layer, an organic light emitting material layer and an electron transporting layer, or a quadruple layer structure of a hole transporting layer, an organic light emitting material layer, an electron transporting layer and an electron injecting layer.
상기 유기 발광층은 상기 보조층과 상기 정공수송층 사이에 정공주입층을 더 포함하는 유기전계 발광소자.
5. The method of claim 4,
Wherein the organic light emitting layer further comprises a hole injecting layer between the auxiliary layer and the hole transporting layer.
상기 제 1 기판 상의 상기 제 1 전극 하부에는 다수의 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터를 덮으며 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키며 형성된 평탄화층이 구비되며, 상기 제 1 전극은 상기 평탄화층 위로 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 형성된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
The method according to claim 1,
A plurality of switching thin film transistors, a driving thin film transistor, and a planarization layer covering the switching and driving thin film transistor and exposing a drain electrode of the driving thin film transistor are provided under the first electrode on the first substrate, And one electrode is formed in contact with the drain electrode of the driving thin film transistor on the planarization layer.
상기 제 1 전극 위로 친수성 특성 및 정공주입 능력을 갖는 물질을 증착함으로서 상기 표시영역 전면에 보조층을 형성하는 단계와;
상기 보조층 위로 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 상기 다수의 발광영역 각각을 둘러싸는 형태로 뱅크를 형성하는 단계와;
상기 뱅크로 둘러싸인 상기 다수의 발광영역 각각의 내부에 상기 보조층 위로 잉크 젯 장치 또는 노즐 장치를 통해 액상의 물질을 분사 또는 드롭핑하여 유기 발광층을 형성하는 단계와;
상기 유기 발광층 위로 상기 표시영역 전면에 제 2 전극을 형성하는 단계
를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
Forming a first electrode for each of the plurality of light emitting regions on a first substrate having a display region in which a plurality of light emitting regions are defined;
Forming an auxiliary layer on the entire surface of the display region by depositing a material having a hydrophilic property and a hole injection capability on the first electrode;
Forming a bank overlying the auxiliary layer and overlying the edge of the first electrode and surrounding each of the plurality of light emitting regions;
Forming an organic light emitting layer by injecting or dropping a liquid material into the plurality of light emitting regions surrounded by the banks through the ink jet device or the nozzle device over the auxiliary layer;
Forming a second electrode on the entire surface of the display region on the organic light emitting layer
Wherein the organic electroluminescent device comprises a first electrode and a second electrode.
상기 친수성 특성 및 정공주입 능력을 갖는 물질은 산화텅스텐(WO3)이며, 상기 증착은 진공 열 증착 또는 스퍼터링인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the material having the hydrophilic property and the hole injecting capability is tungsten oxide (WO 3 ), and the deposition is vacuum thermal deposition or sputtering.
상기 유기 발광층은 정공수송층과 유기 발광 물질층과 전자수송층의 3중층 구조를 이루도록 형성하거나, 또는 정공수송층과 유기 발광 물질층과 전자수송층 및 전자주입층의 4중층 구조를 이루도록 형성하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the organic light emitting layer is formed to have a three-layer structure of a hole transporting layer, an organic light emitting material layer and an electron transporting layer, or a four layer structure of a hole transporting layer, an organic light emitting material layer, an electron transporting layer, ≪ / RTI >
상기 정공수송층을 형성하기 전에 상기 보조층 위로 정공주입층을 형성하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
And forming a hole injection layer on the auxiliary layer before forming the hole transport layer.
상기 유기 발광층을 형성하기 전에 상기 뱅크 외측으로 노출된 보조층에 대해 레이저 빔을 조사함으로서 결정화된 제 1 부분을 이루도록 하고 상기 뱅크에 대응하는 부분은 비정질 상태의 제 2 부분을 이루도록 하는 단계를 진행하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The auxiliary layer exposed to the outside of the bank before forming the organic light emitting layer is irradiated with a laser beam to form a crystallized first portion and a portion corresponding to the bank is formed as a second portion of the amorphous state A method of manufacturing an organic electroluminescent device.
상기 레이저 빔은 248nm 내지 1060nm의 파장대를 갖는 펄스파 형태의 레이저 빔인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the laser beam is a pulsed wave laser beam having a wavelength band of 248 nm to 1060 nm.
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